5.2.1复数的加法与减法
课程标准 学习目标
1、了解复数的加法和减法法则 2、掌握复数的减法法则 1、学习复数代数形式的加法和减法运算法则 2、会利用运算法则进行加、减法运算.
知识点01 复数的加法
1、加法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
2、加法运算律
复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,有
①交换律:z1+z2=z2+z1,②结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
【即学即练1】(23-24高一下·福建宁德·阶段练习)( )
A. B. C. D.
知识点02 复数的减法
1、相反数
已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,存在唯一的复数-a-bi,使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
2、减法运算法则
规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,
则z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i.
即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
【即学即练2】(23-24高一下·全国·课堂例题)计算:
(1);
(2);
(3)...
知识点03 复数加法与减法几何意义
1、复数可以用向量来表示,已知复数z1=x1+y1i(x1、y1∈R),z2=x2+y2i(x2、y2∈R),其对应的向量=(x1,y1),=(x2,y2),如图1,且和不共线,以OZ1和OZ2为两条邻边作平行四边形OZ1ZZ2,根据向量的加法法则,对角线OZ所对应的向量=+,而+所对应的坐标是(x1+x2,y1+y2),这正是两个复数之和z1+z2所对应的有序实数对.
2、复数的减法是加法的逆运算,如图2,复数z1-z2与向量-(等于)对应,
这就是复数减法的几何意义.
【即学即练3】(20-21高一·全国·课后作业)已知复数,试在复平面上作出下列运算结果对应的向量:
(1);
(2).
【题型一:直接法进行加减运算】
例1.(22-23高一下·海南省直辖县级单位·期中)设复数,则复数在复平面内对应的点所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
变式1-1.(2024高一下·全国·专题练习)复数 .
变式1-2.(22-23高一下·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知复数,,则 .
变式1-3.(22-23高一·全国·课堂例题)已知复数与,试求它们的和与差.
【方法技巧与总结】
复数的加、减法运算
(1)复数的加、减运算类似于合并同类项,实部与实部合并,虚部与虚部合并,注意符号是易错点;
(2)复数的加、减运算结果仍是复数;
(3)对应复数的加法(或减法)可以推广到多个复数相加(或相减)的混合运算;
(4)实数的加法交换律和结合律在复数集中仍适用
【题型二:需要设标准形式】
例2.(2023·全国·模拟预测)已知复数的共轭复数是,若,则( )
A. B. C. D.
变式2-1.(2023·北京·模拟预测)已知复数,其中i是虚数单位,是z的共轭复数,则( )
A. B. C. D.
变式2-2.(22-23高三上·广东·阶段练习)设的共轭复数为,若,则( )
A. B. C. D.
变式2-3.(21-22高一下·江苏盐城·期中)设(为虚数单位),则复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【题型三:复数加减法的几何意义】
例3.(21-22高一下·全国·课后作业)若向量分别表示复数,则=( )
A. B. C. D.
变式3-1.(19-20高一·全国·课后作业)如图,设向量,,所对应的复数为z1,z2,z3,那么( )
A.z1-z2-z3=0
B.z1+z2+z3=0
C.z2-z1-z3=0
D.z1+z2-z3=0
变式3-2.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数分别对应向量, (O为原点).
(1)若向量表示的点在第四象限,求的取值范围;
(2)若向量对应的复数为纯虚数,求的值.
变式3-3.(19-20高二下·上海·课后作业)在复平面上,如果,对应的复数分别是,,那么对应的复数为 .
【方法技巧与总结】
复数加法的几何意义 (1)意义:复数z1+z2是以和 为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数; (2)结论:||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|.
复数减法的几何意义 意义:z1-z2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数; (2)结论:||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|.
【题型四:模长问题】
例4.(2024·陕西·模拟预测)若复数满足,则( )
A.1 B. C. D.4
变式4-1.(2024·全国·模拟预测)已知复数,,则( )
A. B. C.26 D.50
变式4-2.(多选)(23-24高一下·广东东莞·阶段练习)已知,为复数,则下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则或
变式4-3.(2024高一下·全国·专题练习)若向量分别表示复数,则= .
【题型五:复数与三角形相关问题】
例5.(19-20高一下·全国·课后作业),分别是复数,在复平面内对应的点,是坐标原点.若,则一定是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
变式5-1.(11-12高二下·浙江嘉兴·期中)的三个顶点所对的复数分别为,复数z满足 ,则的对应点是的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
变式5-2.(多选)(22-23高一下·湖北荆州·期中)已知复数,,在复平面内对应的点分别为,且为复平面内的原点,则( )
A.的虚部为
B.为纯虚数
C.
D.以为三边长的三角形为钝角三角形
变式5-3.(19-20高一下·全国·课后作业)已知分别是复数在复平面内对应的点,为坐标原点,若,则是 三角形(填“锐角”“直角”或“钝角”).
【题型六:复数加减法与含参问题】
例6.(23-24高三上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)复数,,其中,为实数,若为实数,为纯虚数,则( )
A. B. C.6 D.7
变式6-1.(23-24高一下·浙江·期中)已知复数满足(为虚数单位),则 .
变式6-2.(21-22高一下·河南安阳·期末)已知,,其中为实数,为虚数单位,若,则的值为 .
变式6-3.(22-23高一下·江苏南京·期末)若定义一种运算:.已知为复数,且.
(1)求复数;
(2)设为实数,若为纯虚数,求的最大值.
一、单选题
1.(23-24高一下·江苏连云港·期中)复数与分别表示向量与,则表示向量的复数为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·贵州毕节·阶段练习)若,,则( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·河北·期中)已知,则的虚部为( )
A.2 B.4 C.-2 D.
4.(22-23高一下·广西·期末)已知,,,则( )
A.-4 B.7 C.-8 D.6
5.(22-23高一下·四川凉山·期末)复数z在复平面内对应的点为,则复数( )
A. B. C. D.
6.(22-23高一下·陕西商洛·期末)若复数,,则( )
A. B. C. D.
7.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)实数时,复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
8.(22-23高一下·江苏常州·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(23-24高一下·湖南衡阳·阶段练习)已知复数满足,则下列命题是真命题的是( )
A.的虚部为
B.为纯虚数
C.若与复数 相等,则
D.在复平面内对应的点位于第一象限
10.(22-23高一下·湖南岳阳·期末)已知复数(i是虚数单位),则下列命题中正确的为( )
A. B.的虚部是4
C.是纯虚数 D.复数的共轭复数为
11.(22-23高一下·广东广州·期中)设复数,(为虚数单位),则下列结论正确的为( )
A.是纯虚数 B.对应的点位于第二象限
C. D.
三、填空题
12.(23-24高一下·广东广州·期中)在复平面内,对应的复数是,对应的复数是,则点之间的距离是 .
13.(23-24高一下·天津·期中)复数满足,其中为虚数单位,则复数的虚部为 .
14.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数,分别对应向量,(为原点).若向量对应的复数为纯虚数,则 .
四、解答题
15.(2024高一下·全国·专题练习)(1)根据复数及其运算的几何意义,求复平面内的两点,之间的距离.
(2)求复平面内下列两个复数对应的两点之间的距离:
①;
②.
16.(22-23高一下·辽宁·期末)已知复数,,.
(1)若是纯虚数,求;
(2)若,求.
17.(22-23高一下·全国·课后作业)已知复数,满足,,求,.
18.(20-21高一·全国·课后作业)设,且,又,求的值和的取值范围.
19.(22-23高一下·重庆·期中)欧拉(1707-1783),他是数学史上最多产的数学家之一,他发现并证明了欧拉公式,从而建立了三角函数和指数函数的关系,若将其中的取作就得到了欧拉恒等式,它是令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个量联系起来,两个超越数——自然对数的底数e,圆周率,两个单位——虚数单位i和自然数单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0,数学家评价它是“上帝创造的公式”,请你根据欧拉公式:,解决以下问题:
(1)将复数表示成(,i为虚数单位)的形式;
(2)求的最大值.
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课程标准 学习目标
1、了解复数的加法和减法法则 2、掌握复数的减法法则 1、学习复数代数形式的加法和减法运算法则 2、会利用运算法则进行加、减法运算.
知识点01 复数的加法
1、加法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、d∈R)是任意两个复数,规定z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
即两个复数相加,就是实部与实部、虚部与虚部分别相加,显然两个复数的和仍然是复数.
注意:对于复数的加法可以推广到多个复数相加的情形,即z1=1+b1i,z2=a2+b2i,z3=a3+b3i,…,zn=an+bni,则z1+z2+…+zn=(a1+a2+…+an)+(b1+b2+…+bn)i.
2、加法运算律
复数的加法满足交换律、结合律,即对任意的z1、z2、z3∈C,有
①交换律:z1+z2=z2+z1,②结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
【即学即练1】(23-24高一下·福建宁德·阶段练习)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
直接根据复数加法规则进行计算即可.
【详解】
由题意可得:.
故选:B
知识点02 复数的减法
1、相反数
已知复数a+bi(a,b∈R),根据复数加法的定义,存在唯一的复数-a-bi,使(a+bi)+(-a-bi)=0.其中-a-bi叫做a+bi的相反数.
2、减法运算法则
规定两个复数的减法法则,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意两个复数,
则z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b+d)i.
即两个复数相减,就是实部与实部、虚部与虚部分别相减,显然两个复数的差仍是一个复数.
【即学即练2】(23-24高一下·全国·课堂例题)计算:
(1);
(2);
(3)...
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据题意由复数的加减法运算,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)原式
(2)原式
(3)原式
知识点03 复数加法与减法几何意义
1、复数可以用向量来表示,已知复数z1=x1+y1i(x1、y1∈R),z2=x2+y2i(x2、y2∈R),其对应的向量=(x1,y1),=(x2,y2),如图1,且和不共线,以OZ1和OZ2为两条邻边作平行四边形OZ1ZZ2,根据向量的加法法则,对角线OZ所对应的向量=+,而+所对应的坐标是(x1+x2,y1+y2),这正是两个复数之和z1+z2所对应的有序实数对.
2、复数的减法是加法的逆运算,如图2,复数z1-z2与向量-(等于)对应,
这就是复数减法的几何意义.
【即学即练3】(20-21高一·全国·课后作业)已知复数,试在复平面上作出下列运算结果对应的向量:
(1);
(2).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)在复平面上作出对应的向量,再作出对应的向量,根据减法的几何意义及向量(复数)相等的定义,即为
(2)再作出对应的向量,根据减法的几何意义及向量(复数)相等的定义,即为.
【详解】(1)设复数对应的向量为.
图1
设复数对应的向量为,则两个复数的差对应两个向量的差,如图①所示,即为
(2)设复数对应的向量为,则两个复数的差对应两个向量的差,如②所示,即为.
图2
【题型一:直接法进行加减运算】
例1.(22-23高一下·海南省直辖县级单位·期中)设复数,则复数在复平面内对应的点所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】讲复数转化为复平面上的点的坐标进行判断即可.
【详解】根据复数运算可知:,在复平面对应的点的坐标为,
位于第二象限.
故选:B
变式1-1.(2024高一下·全国·专题练习)复数 .
【答案】
【分析】
根据复数的加减法法则求解即可.
【详解】
.
故答案为:
变式1-2.(22-23高一下·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知复数,,则 .
【答案】
【分析】利用复数的减法可求得复数.
【详解】因为复数,,则.
故答案为:.
变式1-3.(22-23高一·全国·课堂例题)已知复数与,试求它们的和与差.
【答案】=,
【分析】根据复数的运算法则,准确计算,即可求解.
【详解】解:根据复数的运算法则,可得
,
.
【方法技巧与总结】
复数的加、减法运算
(1)复数的加、减运算类似于合并同类项,实部与实部合并,虚部与虚部合并,注意符号是易错点;
(2)复数的加、减运算结果仍是复数;
(3)对应复数的加法(或减法)可以推广到多个复数相加(或相减)的混合运算;
(4)实数的加法交换律和结合律在复数集中仍适用
【题型二:需要设标准形式】
例2.(2023·全国·模拟预测)已知复数的共轭复数是,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
设,然后代入化简,再结合复数相等的条件可求出,从而可求出复数.
【详解】设,则,
所以,即,
所以, 解得,
因此,
故选:C.
变式2-1.(2023·北京·模拟预测)已知复数,其中i是虚数单位,是z的共轭复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,,根据,解出即可.
【详解】设,,,解得
,所以,
故选:B
变式2-2.(22-23高三上·广东·阶段练习)设的共轭复数为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,,则由,可得,后由两复数相等可得答案.
【详解】设,,则.
因为,所以,
则,解得,,则.
故选:A.
变式2-3.(21-22高一下·江苏盐城·期中)设(为虚数单位),则复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,则,利用复数运算以及复数相等可求得、的值,即可得解.
【详解】设,则,
由可得,所以,,解得,
因此,复数的虚部为.
故选:B.
【题型三:复数加减法的几何意义】
例3.(21-22高一下·全国·课后作业)若向量分别表示复数,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数减法的几何意义求得,再根据模长公式即可求解.
【详解】因为,又向量分别表示复数,
所以表示复数,
所以.
故选:B
变式3-1.(19-20高一·全国·课后作业)如图,设向量,,所对应的复数为z1,z2,z3,那么( )
A.z1-z2-z3=0
B.z1+z2+z3=0
C.z2-z1-z3=0
D.z1+z2-z3=0
【答案】D
【分析】由向量,结合向量减法运算得,再由复数的几何意义即可求解.
【详解】由题图可知,,,
∴z1+z2-z3=0.
故选:D
【点睛】本题考查复数与复平面的对应关系,向量的线性运算,属于中档题
变式3-2.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数分别对应向量, (O为原点).
(1)若向量表示的点在第四象限,求的取值范围;
(2)若向量对应的复数为纯虚数,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据复数的几何意义,结合第四象限的点的特征即可求解,
(2)根据复数减法的几何意义,由纯虚数的定义即可求解.
【详解】(1)因为复数,向量表示的点在第四象限,
所以解得.
所以a的取值范围是.
(2)因为 ,
所以向量对应的复数为.
根据向量对应的复数为纯虚数,可得且,
解得.
变式3-3.(19-20高二下·上海·课后作业)在复平面上,如果,对应的复数分别是,,那么对应的复数为 .
【答案】
【解析】由,得对应的复数为对应复数的差,即可求解.
【详解】对应的复数分别是,
对应的复数为.
故答案为:.
【点睛】本题考查复数和复数减法的几何意义,考查数形结合思想,属于基础题.
【方法技巧与总结】
复数加法的几何意义 (1)意义:复数z1+z2是以和 为邻边的平行四边形的对角线所对应的复数; (2)结论:||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|.
复数减法的几何意义 意义:z1-z2是从向量的终点指向向量的终点的向量所对应的复数; (2)结论:||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|.
【题型四:模长问题】
例4.(2024·陕西·模拟预测)若复数满足,则( )
A.1 B. C. D.4
【答案】B
【分析】设,利用复数相等和复数的模的公式求解.
【详解】解:设,
则,
解得,故,则,
故选:B.
变式4-1.(2024·全国·模拟预测)已知复数,,则( )
A. B. C.26 D.50
【答案】B
【分析】由共轭复数和复数的模长公式求解即可.
【详解】因为,所以,
所以,
则.
故选:B.
变式4-2.(多选)(23-24高一下·广东东莞·阶段练习)已知,为复数,则下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则或
【答案】ABC
【分析】根据共轭复数的定义、复数模的运算公式,结合复数减法的运算法则逐一判断即可.
【详解】对于A,若,则,故A正确;
对于B,设,因为,
所以,所以,,
即,故B正确;
对于C,设,,,由,得,
即,,所以,即,故C正确;
对于D,取,,则,,此时且,故D不正确.
故选:ABC
变式4-3.(2024高一下·全国·专题练习)若向量分别表示复数,则= .
【答案】
【分析】由复数减法的几何意义以及复数模的运算公式即可求解.
【详解】因为,又向量分别表示复数,
所以表示复数,
所以.
故答案为:.
【题型五:复数与三角形相关问题】
例5.(19-20高一下·全国·课后作业),分别是复数,在复平面内对应的点,是坐标原点.若,则一定是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.锐角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【分析】根据复数的向量表示,以及复数加减法的几何意义,可得结果.
【详解】根据复数加(减)法的几何意义及,
知以,为邻边所作的平行四边形的对角线相等,
则此平行四边形为矩形,故为直角三角形.
故选:B
【点睛】本题主要考查复数加减的几何意义,属基础题.
变式5-1.(11-12高二下·浙江嘉兴·期中)的三个顶点所对的复数分别为,复数z满足 ,则的对应点是的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
【答案】A
【分析】利用到三个顶点的距离相等得到是三角形的外接圆的圆心.
【详解】∵
∴到三个顶点的距离相等,
∴是三角形的外接圆的圆心,故选:A.
【点睛】本题考查复数差的几何意义,注意表示复平面中对应的两点之间的距离,本题属于基础题.
变式5-2.(多选)(22-23高一下·湖北荆州·期中)已知复数,,在复平面内对应的点分别为,且为复平面内的原点,则( )
A.的虚部为
B.为纯虚数
C.
D.以为三边长的三角形为钝角三角形
【答案】BCD
【分析】计算,结合复数的概念,即可判断A、B;由已知得出,求解数量积即可判断C;由已知求出的长,根据三边之间的关系,即可判断D.
【详解】对于A项,因为,所以的虚部为,所以A错误;
对于B项,因为,所以为纯虚数,所以B正确;
对于C项,因为,,
所以,所以,所以C正确;
对于D项,由已知可得,,,
且,所以,,所以D正确.
故选:BCD.
变式5-3.(19-20高一下·全国·课后作业)已知分别是复数在复平面内对应的点,为坐标原点,若,则是 三角形(填“锐角”“直角”或“钝角”).
【答案】直角
【解析】由题可知,则以为邻边的平行四边形的对角线的长度相等,即可求解
【详解】因为,
所以,
故以为邻边的平行四边形的对角线的长度相等,即该平行四边形为矩形,
所以是直角三角形
故答案为:直角
【点睛】本题考查复数的几何意义的应用,考查数形结合思想
【题型六:复数加减法与含参问题】
例6.(23-24高三上·内蒙古锡林郭勒盟·期末)复数,,其中,为实数,若为实数,为纯虚数,则( )
A. B. C.6 D.7
【答案】A
【分析】
由复数运算和分类可解.
【详解】由题意,,
因为为实数,为纯虚数,
所以,得,
所以.
故选:A.
变式6-1.(23-24高一下·浙江·期中)已知复数满足(为虚数单位),则 .
【答案】
【分析】设,再根据复数的模及复数的加减法运算化简即可得解.
【详解】设,
由,得,
所以,解得(舍去)
所以.
故答案为:.
变式6-2.(21-22高一下·河南安阳·期末)已知,,其中为实数,为虚数单位,若,则的值为 .
【答案】
【分析】根据复数相等的充要条件列出方程组解出即可.
【详解】由题意可得,即,
根据两个复数相等的充要条件可得,解得,
故答案为:.
变式6-3.(22-23高一下·江苏南京·期末)若定义一种运算:.已知为复数,且.
(1)求复数;
(2)设为实数,若为纯虚数,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,可求,由条件可得,解得,的值,即可得到的值;
(2)由题意可求为纯虚数,根据实部为0,虚部不为0即可求解的表达式,根据三角恒等变换以及三角函数的性质即刻求解最值.
【详解】(1)设复数,,是虚数单位),则,
因为,
解得,,
可得.
(2),
由题意可得,
当时,取最大值
一、单选题
1.(23-24高一下·江苏连云港·期中)复数与分别表示向量与,则表示向量的复数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据及向量的复数表示,运算得到答案.
【详解】复数与分别表示向量与,
因为,所以表示向量的复数为.
故选:C.
2.(23-24高一下·贵州毕节·阶段练习)若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直接利用复数的减法运算求解.
【详解】若,,则.
故选:A.
3.(23-24高一下·河北·期中)已知,则的虚部为( )
A.2 B.4 C.-2 D.
【答案】A
【分析】根据复数的有关概念直接得出结果.
【详解】因为,所以
则z的虚部为2.
故选:A
4.(22-23高一下·广西·期末)已知,,,则( )
A.-4 B.7 C.-8 D.6
【答案】D
【分析】根据 复数相等列出方程组,解出a,b再计算即可.
【详解】
因为,即,
所以,解得,所以;
故选:D
5.(22-23高一下·四川凉山·期末)复数z在复平面内对应的点为,则复数( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据复数的几何意义表示出,再根据复数的运算法则计算可得.
【详解】复数在复平面内对应的点为,则,所以.
故选:D.
6.(22-23高一下·陕西商洛·期末)若复数,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据复数的减法运算,即可得答案.
【详解】因为 ,,所以,
故选:A
7.(22-23高一下·湖南邵阳·期末)实数时,复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】先将复数化为一般形式,结合的范围判断出实部和虚部的符号,从而得到答案.
【详解】
又,故
故该复数在复平面内对应的点位于第一象限.
故选:
8.(22-23高一下·江苏常州·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数加减运算的几何意义运算求解.
【详解】在复平面中,设分别与向量对应,
由题意可得,,
因为,
即,解得,即.
故选:B.
二、多选题
9.(23-24高一下·湖南衡阳·阶段练习)已知复数满足,则下列命题是真命题的是( )
A.的虚部为
B.为纯虚数
C.若与复数 相等,则
D.在复平面内对应的点位于第一象限
【答案】AD
【分析】首先化简复数,再根据复数的概念及复数的几何意义判断即可.
【详解】因为,所以,
所以,则的虚部为,故A正确;
又,所以不是纯虚数,故B错误;
若与复数 相等,则,解得,故C错误;
复数在复平面内对应的点为,位于第一象限,故D正确.
故选:AD
10.(22-23高一下·湖南岳阳·期末)已知复数(i是虚数单位),则下列命题中正确的为( )
A. B.的虚部是4
C.是纯虚数 D.复数的共轭复数为
【答案】AD
【分析】根据复数的模长、虚部、运算、共轭复数逐项判断即可.
【详解】复数,所以,故A正确;
的虚部为,故B不正确;
,为实数,故C不正确;
复数的共轭复数是,故D正确.
故选:AD.
11.(22-23高一下·广东广州·期中)设复数,(为虚数单位),则下列结论正确的为( )
A.是纯虚数 B.对应的点位于第二象限
C. D.
【答案】AD
【分析】
根据复数的概念判断A;算出判断B;算出判断C;求出判断D.
【详解】对于A:,其实部为零,虚部不为零,是纯虚数,A正确;
对于B:,其在复平面上对应的点为,在第四象限,B错误;
对于C:,则,C错误;
对于D:,则,D正确.
故选:AD
三、填空题
12.(23-24高一下·广东广州·期中)在复平面内,对应的复数是,对应的复数是,则点之间的距离是 .
【答案】2
【分析】由,及,对应的复数,再根据复数的模即可求解.
【详解】因为,
所以对应的复数是,则,
故答案为:2.
13.(23-24高一下·天津·期中)复数满足,其中为虚数单位,则复数的虚部为 .
【答案】1
【分析】根据复数模的定义,可得,运算可得,所以的虚部为1
【详解】因为,所以,所以,所以的虚部为1.
故答案为:1
14.(2024高一下·全国·专题练习)已知复数,分别对应向量,(为原点).若向量对应的复数为纯虚数,则 .
【答案】
【分析】利用复数的几何意义表示向量对应的复数,再根据复数的特征,列式求解.
【详解】因为,所以对应的复数为.
因为向量对应的复数为纯虚数,
所以,所以.
故答案为:
四、解答题
15.(2024高一下·全国·专题练习)(1)根据复数及其运算的几何意义,求复平面内的两点,之间的距离.
(2)求复平面内下列两个复数对应的两点之间的距离:
①;
②.
【答案】(1)(2)①;②5
【分析】
(1)利用复数的几何意义化简,找到对应向量,求解向量的模即可.
(2)找到对应的点坐标,再利用两点间距离公式求解即可.
【详解】
(1)因为复平面内的点,
对应的复数分别为,,
所以点,之间的距离为
.
(2)①易知对应的坐标为,对应的坐标为,设两点间距离为,
由两点间距离公式得;
②易知对应的坐标为,对应的坐标为,设两点间距离为,
由两点间距离公式得.
16.(22-23高一下·辽宁·期末)已知复数,,.
(1)若是纯虚数,求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)先计算,然后由其为纯虚数,可得实部为零,虚部不为零,从而可求出的值;
(2)由可复数为实数,则虚部为零,实部大于零,求出的值,从而可求出复数,进而可求得.
【详解】(1)由题意得,
因为是纯虚数,所以,得.
(2)因为,所以,得.
故.
17.(22-23高一下·全国·课后作业)已知复数,满足,,求,.
【答案】,或,.
【分析】由复数的模长公式即可联立方程求解.
【详解】设.因为,所以.
由已知得,解得 ,
故所求的复数,或,.
18.(20-21高一·全国·课后作业)设,且,又,求的值和的取值范围.
【答案】
【分析】根据复数的运算法则和相等复数的概念可得,则;由题意得,结合复数的几何意义和三角函数的性质即可求解.
【详解】因为,
所以,
所以,所以,
所以,
所以.
所以
.
因为,所以,得.
故,的取值范围是.
19.(22-23高一下·重庆·期中)欧拉(1707-1783),他是数学史上最多产的数学家之一,他发现并证明了欧拉公式,从而建立了三角函数和指数函数的关系,若将其中的取作就得到了欧拉恒等式,它是令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个量联系起来,两个超越数——自然对数的底数e,圆周率,两个单位——虚数单位i和自然数单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0,数学家评价它是“上帝创造的公式”,请你根据欧拉公式:,解决以下问题:
(1)将复数表示成(,i为虚数单位)的形式;
(2)求的最大值.
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)根据题意结合复数运算求解;
(2)根据题意结合复数的四则运算和模长整理得,再结合正弦函数的有界性分析运算.
【详解】(1)因为 ,
所以.
(2)由题意可得: ,
所以,
因为,所以,因此,
所以的最大值为2.
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