高中数学北师大版讲义(必修二)第26讲5.2.2复数的乘法与除法(4知识点+8题型+强化训练)(学生版+解析)

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名称 高中数学北师大版讲义(必修二)第26讲5.2.2复数的乘法与除法(4知识点+8题型+强化训练)(学生版+解析)
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资源类型 试卷
版本资源 北师大版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-05-21 10:45:49

文档简介

5.2.2复数的乘法与除法
课程标准 学习目标
1、理解复数代数形式的乘、除法运算,复数范围内一元二次方程的解法 2.掌握灵活运用复数除法法则解决相关问题 1、掌握复数的乘、除法的运算法则以及复数乘法的运算律,并能运用运算法则与运算律解决相关问题。 2.掌握共轭复数的应用以及在复数范围内一元二次方程的解法。 3、在学习过程中,感受运算法则的合理性,感受事物是不断变化和发展的。
知识点01 复数的乘法与乘方
1、复数乘法运算法则
两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),则
z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
显然两个复数的积仍是复数.
2、复数乘法的运算律
对于任意z1、z2、z3∈C,有
(1)z1·z2=z2·z1(交换律);
(2)z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律);
(3)z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
注意:实数范围内的乘法公式在复数范围内仍然成立.
3、复数的乘方
复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.
即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
(1)zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
(2)i为虚数单位,则
注意:实数范围内的乘方公式、运算律在复数范围内仍然成立.
【即学即练1】(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数(i为虚数单位),则复数z在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
知识点02 共轭复数的性质
复数z=a+bi的共轭复数为=a-bi(a、b∈R),由此可知:
1、两个共轭复数的对应点关于实轴对称且|z|=||;
2、实数的共轭复数是它本身,即z=(z∈R)z是实数;
3、z·=|z|2=||2;
4、=Z
5、=-Z且z是纯虚数;
6、;
7、z+=2a,z-=2bi;z·=
8、
【即学即练2】(多选)(20-21高一下·浙江·期末)已知为复数,是其共轭复数,则下列命题一定正确的是( )
A. B.
C.若为纯虚数,则 D.复数是实数的充要条件是
知识点03 复数的除法
1、复数的倒数:一般地,给定复数z≠0,称为z的倒数.求复数的倒数的方法称为分母实数化.
2、复数相除:如果复数z2≠0,则满足zz2=z1的复数z称为z1除以z2的值,并记作z =(或z=z1÷z2),z1称为被除数,z2称为除数.
3、规定两个复数除法的运算法则:
(a+bi)÷(c+di)====+i(a、b、c、d∈R,c+di≠0).
注意:在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后,就可得到所求结果.
4、复数除法的性质:
(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是进行复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
(3)设z1、z2为任意复数,则()=(z2≠0).
【即学即练3】(23-24高一下·云南昆明·期中)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
知识点04 实数系一元二次方程在复数范围内的解集
1、根的判定
当a,b,c都是实数且a≠0时,关于x的方程ax2+bx+c=0称为实系数一元二次方程,
当4=b2-4ac>0时,方程有两个不相等的实数根;
当4=b2- 4ac=0时,方程有两个相等的实数根;
当=b2- 4ac<0时,方程有两个互为共轭的虚数根.
2、根与系数的关系
如果x1,x2是实系数一元二次方程ax2+bx+c=0的解,那么x1+x2=-,x1x2=,
【即学即练4】(22-23高一·全国·课后作业)所有的三次方根为 .
【题型一:简单的乘法运算】
例1.(23-24高一下·福建宁德·期中)已知复数,则复数( )
A. B. C. D.
变式1-1.(23-24高一下·重庆·期中)( )
A. B. C. D.
变式1-2.(23-24高一下·重庆·期中)复数的共轭复数为( )
A. B. C. D.
变式1-3.(23-24高一下·河南·期中)已知为虚数单位,若为的共轭复数,则 ( )
A.14 B.116 C. D.
【方法技巧与总结】
1、复数的乘法运算法则的记忆:
复数的乘法运算可以把i看作字母,类比多项式的乘法进行,注意要把i 化为- 1,进行最后结果的化简.
2、复数的乘法可以按照乘法法则进行,对于能够使用乘法公式计算的两个复数的乘法,用乘法公式更简便,例如平方差公式,完全平方公式等.
【题型二:需要设标准形式的乘法运算】
例2.(23-24高一下·广东广州·期中)若复数z与都为纯虚数,则 .
变式2-1.(2024高一下·全国·专题练习)定义运算,则符合条件的复数 .
变式2-2.(2024·山东聊城·一模)若复数满足,则可以为( )
A. B. C. D.
变式2-3.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)已知是复数,和均为实数,,其中是虚数单位.
(1)求复数的共轭复数;
(2)若复数在复平面内对应的点在第一象限,求实数的取值范围.
【题型三:复数的乘方运算】
例3.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数满足(为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
变式3-1.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)已知,则的值为( )
A. B. C. D.
变式3-2.(23-24高一下·安徽铜陵·期中)已知复数,则( )
A.2 B.4 C. D.
变式3-3.(23-24高一下·北京·期中)若复数,则的虚部为 .
【方法技巧与总结】
常用结论汇总:
i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,n∈N
.
若z=z是实数,若zz=0,则z是纯虚数;z·=|z|2=||2.
【题型四:复数范围内因式分解】
例4.(20-21高一下·上海普陀·阶段练习)在复数范围内分解因式: .
变式4-1.(21-22高一·全国·课后作业)在复数范围内分解因式:
(1);
(2).
变式4-2.(20-21高一·全国·课后作业)在复数范围内分解因式:
(1)x2+4
(2)x4-4
变式4-3.(21-22高二上·上海杨浦·期末)已知关于x的方程在复数范围内的两根分别为 .
(1)若该方程没有实根,求实数a的取值范围;并在复数范围内对进行因式分解;
(2)若,求实数a的值.
【题型五:简单的除法运算】
例5.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数(i为虚数单位)则z在复平而内所对应的向量的坐标为( )
A. B. C. D.
变式5-1.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知i是虚数单位,则( )
A. B. C. D.
变式5-2.(23-24高一下·江苏镇江·期中)复数,则( )
A.1 B.2 C. D.
变式5-3.(23-24高一下·重庆·期中)若复数,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
复数的除法运算法则的记忆:
复数除法一般先写成分式形式,再把分母实数化,即分子、分母同乘以分母的共轭复数,若分母为纯虚数,则只需同乘以i.
【题型六:需要设标准形式的除法运算】
例6.(多选)(23-24高一下·新疆省直辖县级单位·期中)若复数z满足,则( )
A. B.
C.在复平面内对应的点在直线上 D.的虚部为
变式6-1.(多选)(23-24高一下·江苏南京·期中)已知复数满足,且复数对应的点在第一象限,则下列结论正确的是( )
A.复数的虚部为 B.
C. D.复数的共轭复数为
变式6-2.(多选)(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)已知是复数,且为纯虚数,则( )
A. B.
C.在复平面内对应的点在实轴上 D.的最大值为
变式6-3.(23-24高一下·江苏常州·期中)在复平面内,复数对应的点在第四象限,设.
(1)若,求;
(2)若,求.
【题型七:复数范围内方程的根】
例7.(多选)(23-24高一下·江苏连云港·期中)已知,是关于的方程的两根,其中,.若(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
变式7-1.(多选)(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数是关于的方程的两根,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.若,则
变式7-2.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数是关于的方程的根(是虚数单位),其中.
(1)求a,b的值.
(2)若,且复数是纯虚数,求.
变式7-3.(23-24高一下·河南·期中)已知实系数方程的两个复根分别为,,且,.
(1)求a,b的值;
(2)记集合,判断,与集合M的关系.
【方法技巧与总结】
在复数范围内,实数系方程ax2+bx+c=0的求解方法
1、求根公式法
①时,
②<0时,
2、利用复数相等的定义求解,设方程的根为x=m+ni(m,n∈R),将此代入方程 ax +bx+c=0(a≠0),化简后利用复数相等的定义求解.
【题型八:复数含参问题】
例8.(2023·陕西安康·模拟预测)设复数的实部与虚部互为相反数,则( )
A. B. C.2 D.3
变式8-1.(2024·全国·模拟预测)已知(,为虚数单位),则( )
A. B.3 C.1 D.2
变式8-2.(22-23高二上·江西抚州·阶段练习)已知为虚数单位,若,则( )
A.1 B. C. D.2
变式8-3.(23-24高一下·广西·阶段练习)已知,则的值为 .
一、单选题
1.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)如果一个复数的实部和虚部相等,则称这个复数为“等部复数”,若为“等部复数”,则实数的值为( )
A. B.0 C.3 D.
2.(23-24高一下·浙江宁波·期中)已知复数,则( )
A.2 B.3 C. D.
3.(23-24高一下·北京·期中)若复数满足,则( )
A.1 B.5 C.7 D.25
4.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)定义运算,则满足(为虚数单位)的复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
5.(23-24高一下·福建·期中)已知,,若复数,则z的实部是( )
A.1 B.-2 C.2 D.i
6.(23-24高一下·广东东莞·阶段练习)复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
7.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知都是复数,其共轭复数分别为,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.
二、多选题
9.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数的共轭复数记为,对于任意的两个复数,,与下列结论错误的是( )
A.若复数,则其对应复平面上的点在第二象限
B.若复数满足,则
C.
D.
10.(23-24高一下·云南昆明·期中)下列命题正确的是( )
A.若复数满足,则或
B.
C.若是方程的一个根,则该方程的另一个根是
D.在复平面内,所对应的向量分别为,其中为坐标原点,若,则
11.(23-24高一下·福建·期中)已知复数,下列结论正确的是( )
A.
B.若,则
C.若,则中至少有1个是0
D.若且,则
三、填空题
12.(23-24高一下·上海·期中)若是方程的一个虚数根,则 .
13.(23-24高一下·浙江·期中)已知为复数,且,则的最大值为 .
14.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数满足,且是纯虚数,试写出一个满足条件的复数 .
四、解答题
15.(23-24高一下·上海·期中)已知复数是纯虚数(为实数).
(1)求的值;
(2)若,复数在复平面内对应的点在第二象限,求实数的取值范围.
16.(23-24高一下·陕西西安·期中)已知复数与都是纯虚数.
(1)求;
(2)若复数是关于的方程的一个根,求实数、的值.
17.(23-24高一下·山东济宁·期中)已知复数在复平面上对应点在第一象限,且,的虚部为2.
(1)求复数;
(2)设复数、、在复平面上对应点分别为、、,求的值.
18.(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数,m为实数.
(1)若z是纯虚数,求m的值;
(2)若,求m的值;
(3)若﹐求的值.
19.(23-24高一下·山东·阶段练习)已知复数,其中是实数.
(1)若,求的值;
(2)若是实数,求的值;
(3)若复数在复平面内对应的点在第二象限,求的取值范围.
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)5.2.2复数的乘法与除法
课程标准 学习目标
1、理解复数代数形式的乘、除法运算,复数范围内一元二次方程的解法 2.掌握灵活运用复数除法法则解决相关问题 1、掌握复数的乘、除法的运算法则以及复数乘法的运算律,并能运用运算法则与运算律解决相关问题。 2.掌握共轭复数的应用以及在复数范围内一元二次方程的解法。 3、在学习过程中,感受运算法则的合理性,感受事物是不断变化和发展的。
知识点01 复数的乘法与乘方
1、复数乘法运算法则
两个复数的乘法可以按照多项式的乘法运算来进行,只是把i2换成-1,并把最后结果写成a+bi(a、b∈R)的形式.
设z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c∈R),则
z1z2=(a+bi)(c+di)=ac+adi+bci+bdi2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
显然两个复数的积仍是复数.
2、复数乘法的运算律
对于任意z1、z2、z3∈C,有
(1)z1·z2=z2·z1(交换律);
(2)z1·z2)·z3=z1·(z2·z3)(结合律);
(3)z1·(z2+z3)=z1z2+z1z3(分配律).
注意:实数范围内的乘法公式在复数范围内仍然成立.
3、复数的乘方
复数的乘方也就是相同复数的乘积,根据乘法的运算律,实数范围内正整数指数幂的运算律在复数范围内仍然成立.
即对复数z1、z2、z和自然数m、n有
(1)zm·zn=zm+n,(zm)n=zm·n,(z1·z2)n=z·z,z0=1;z-m=(z≠0).
(2)i为虚数单位,则
注意:实数范围内的乘方公式、运算律在复数范围内仍然成立.
【即学即练1】(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数(i为虚数单位),则复数z在复平面内对应的点在( )
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】利用复数乘法运算求出复数z,再求出它所对应点的坐标即可得解.
【详解】依题意,复数对应点在第一象限.
故选:A
知识点02 共轭复数的性质
复数z=a+bi的共轭复数为=a-bi(a、b∈R),由此可知:
1、两个共轭复数的对应点关于实轴对称且|z|=||;
2、实数的共轭复数是它本身,即z=(z∈R)z是实数;
3、z·=|z|2=||2;
4、=Z
5、=-Z且z是纯虚数;
6、;
7、z+=2a,z-=2bi;z·=
8、
【即学即练2】(多选)(20-21高一下·浙江·期末)已知为复数,是其共轭复数,则下列命题一定正确的是( )
A. B.
C.若为纯虚数,则 D.复数是实数的充要条件是
【答案】BD
【分析】利用特殊值法可判断A选项的正误;利用复数的乘法可判断B选项的正误;利用复数的乘法以及复数相等可判断C选项的正误;利用复数的概念结合充分条件、必要条件的定义可判断D选项的正误.
【详解】对于A选项,取,则,,所以,,A选项错误;
对于B选项,,B选项正确;
对于C选项,为纯虚数,则,即,C选项错误;
对于D选项,充分性:若为实数,即,此时,,充分性成立.
必要性:若,即,可得,即,,必要性成立.
所以,复数是实数的充要条件是,D选项正确.
故选:BD.
知识点03 复数的除法
1、复数的倒数:一般地,给定复数z≠0,称为z的倒数.求复数的倒数的方法称为分母实数化.
2、复数相除:如果复数z2≠0,则满足zz2=z1的复数z称为z1除以z2的值,并记作z =(或z=z1÷z2),z1称为被除数,z2称为除数.
3、规定两个复数除法的运算法则:
(a+bi)÷(c+di)====+i(a、b、c、d∈R,c+di≠0).
注意:在进行复数除法运算时,通常先把(a+bi)÷(c+di)写成的形式,再把分子、分母同乘分母的共轭复数c-di,把分母变为实数,化简后,就可得到所求结果.
4、复数除法的性质:
(1)两个复数相除(除数不为0),所得的商仍是一个复数.
(2)z=a+bi(a,b∈R),z·=a2+b2是进行复数除法运算中实现分母“实数化”的一个手段.
(3)设z1、z2为任意复数,则()=(z2≠0).
【即学即练3】(23-24高一下·云南昆明·期中)若复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知可得,结合复数的除法运算化简可得结论.
【详解】因为,
所以,
故选:D.
知识点04 实数系一元二次方程在复数范围内的解集
1、根的判定
当a,b,c都是实数且a≠0时,关于x的方程ax2+bx+c=0称为实系数一元二次方程,
当4=b2-4ac>0时,方程有两个不相等的实数根;
当4=b2- 4ac=0时,方程有两个相等的实数根;
当=b2- 4ac<0时,方程有两个互为共轭的虚数根.
2、根与系数的关系
如果x1,x2是实系数一元二次方程ax2+bx+c=0的解,那么x1+x2=-,x1x2=,
【即学即练4】(22-23高一·全国·课后作业)所有的三次方根为 .
【答案】
【分析】
设的三次方根为,然后展开计算,再根据复数相等列方程求解即可.
【详解】
设的三次方根为,
则,

,解得或或
即所有的三次方根为
故答案为:.
【题型一:简单的乘法运算】
例1.(23-24高一下·福建宁德·期中)已知复数,则复数( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,由复数的运算,即可得到结果.
【详解】由复数的运算可得.
故选:B
变式1-1.(23-24高一下·重庆·期中)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数乘法运算化简即可.
【详解】.
故选:C
变式1-2.(23-24高一下·重庆·期中)复数的共轭复数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用复数的乘法运算及共轭复数的定义计算即可.
【详解】由.
故选:A
变式1-3.(23-24高一下·河南·期中)已知为虚数单位,若为的共轭复数,则 ( )
A.14 B.116 C. D.
【答案】B
【分析】根据相等复数建立方程组,解得,进而解出,结合共轭复数的概念与复数的乘法运算即可求解.
【详解】由,得,
所以,解得,
则,所以,
所以.
故选:B
【方法技巧与总结】
1、复数的乘法运算法则的记忆:
复数的乘法运算可以把i看作字母,类比多项式的乘法进行,注意要把i 化为- 1,进行最后结果的化简.
2、复数的乘法可以按照乘法法则进行,对于能够使用乘法公式计算的两个复数的乘法,用乘法公式更简便,例如平方差公式,完全平方公式等.
【题型二:需要设标准形式的乘法运算】
例2.(23-24高一下·广东广州·期中)若复数z与都为纯虚数,则 .
【答案】
【分析】设,代入条件计算,再根据纯虚数列方程求解.
【详解】设,
则,
因为为纯虚数,
所以,解得.
故答案为:.
变式2-1.(2024高一下·全国·专题练习)定义运算,则符合条件的复数 .
【答案】
【分析】由定义建立等量关系,设,代入由复数相等计算求解即可.
【详解】由题意得.设,
则,
所以,解得,
所以.
故答案为:.
变式2-2.(2024·山东聊城·一模)若复数满足,则可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助复数的性质设,结合题意计算即可得.
【详解】设,,则,故有,
即有,选项中只有A选项符合要求,故A正确,
B、C、D选项不符合要求,故B、C、D错误.
故选:A.
变式2-3.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)已知是复数,和均为实数,,其中是虚数单位.
(1)求复数的共轭复数;
(2)若复数在复平面内对应的点在第一象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,再根据复数的除法运算及实数的定义求出,再根据共轭复数的定义即可得解;
(2)先求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】(1)设,则,
为实数,,解得,
为实数,
,解得,


(2)由(1)可知,,
复数在复平面内对应的点在第一象限,
,解得,
故实数的取值范围为.
【题型三:复数的乘方运算】
例3.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数满足(为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据复数的乘方运算和除法运算化简复数,然后根据共轭复数的概念求解即可.
【详解】由题,所以,
所以.
故选:D
变式3-1.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的乘方法则计算出,,,,,发现数列的周期性,利用周期性即可求得所求式的值.
【详解】由,,,,,
故是一个周期数列,最小正周期为4,
且,

.
故选:B.
变式3-2.(23-24高一下·安徽铜陵·期中)已知复数,则( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】C
【分析】借助复数的运算法则及复数的模的定义计算即可得.
【详解】∵,
∴ .
故选:C.
变式3-3.(23-24高一下·北京·期中)若复数,则的虚部为 .
【答案】
【分析】根据复数的乘方化简复数,即可判断其虚部.
【详解】因为,,
所以,
所以的虚部为.
故答案为:
【方法技巧与总结】
常用结论汇总:
i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,n∈N
.
若z=z是实数,若zz=0,则z是纯虚数;z·=|z|2=||2.
【题型四:复数范围内因式分解】
例4.(20-21高一下·上海普陀·阶段练习)在复数范围内分解因式: .
【答案】
【分析】将原式配成完全平方式,再根据,即可得解;
【详解】解:
故答案为:
变式4-1.(21-22高一·全国·课后作业)在复数范围内分解因式:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)结合复数运算求得正确答案.
【详解】(1)由于,
所以.
(2)由于,
所以.
变式4-2.(20-21高一·全国·课后作业)在复数范围内分解因式:
(1)x2+4
(2)x4-4
【答案】(1)(x+2i)(x-2i)
(2)(x+i)(x-i)(x+)(x-).
【分析】(1)利用复数范围内的因式分解即可求解.
(2)利用复数范围内的因式分解即可求解.
【详解】(1)x2+4=(x+2i)(x-2i).
(2)x4-4=(x2+2)(x2-2)=(x+i)(x-i)(x+)(x-).
变式4-3.(21-22高二上·上海杨浦·期末)已知关于x的方程在复数范围内的两根分别为 .
(1)若该方程没有实根,求实数a的取值范围;并在复数范围内对进行因式分解;
(2)若,求实数a的值.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)若该方程没有实根,则,解之即可,由,可得,即可在复数范围内对进行因式分解;
(2)分和两种情况讨论,结合韦达定理从而可得出答案.
【详解】(1)解:若该方程没有实根,
则,解得,
由,得,
所以,即,
所以在复数范围内对 ;
(2)解:当,即时,
则都是实数,
由韦达定理可知,
故都是非负数,
所以,所以;
当,即时,方程有两个共轭虚根,设为,
则,
故,解得或(舍去),
综上所述,或.
【题型五:简单的除法运算】
例5.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数(i为虚数单位)则z在复平而内所对应的向量的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据复数的除法运算化简,即可由几何意义求解.
【详解】由题,
所以复数所对应的向量的坐标为.
故选:D
变式5-1.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知i是虚数单位,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据复数模的运算法则求解即可.
【详解】由题意.
故选:A
变式5-2.(23-24高一下·江苏镇江·期中)复数,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】由复数的运算化简已知等式,再由共轭复数和复数的关系求出共轭复数的模长即可.
【详解】由已知可得,
所以,
所以,
故选:A.
变式5-3.(23-24高一下·重庆·期中)若复数,则的共轭复数( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的四则运算法则化简,再由共轭复数的定义即可求解.
【详解】,
所以.
故选:B.
【方法技巧与总结】
复数的除法运算法则的记忆:
复数除法一般先写成分式形式,再把分母实数化,即分子、分母同乘以分母的共轭复数,若分母为纯虚数,则只需同乘以i.
【题型六:需要设标准形式的除法运算】
例6.(多选)(23-24高一下·新疆省直辖县级单位·期中)若复数z满足,则( )
A. B.
C.在复平面内对应的点在直线上 D.的虚部为
【答案】BCD
【分析】设,,由条件求出复数的代数形式,结合复数的模的公式求,判断A,求的共轭复数,根据复数运算法则求,,判断B,D,根据复数的几何意义求在复平面内对应的点,判断C.
【详解】设,,则,
因为,
所以,
化简可得,,
所以,
所以,所以
因为,所以A错误,
因为,所以B正确;
因为,
所以的虚部为,D正确,
在复平面内对应的点的坐标为,
点在直线上,C正确,
故选:BCD.
变式6-1.(多选)(23-24高一下·江苏南京·期中)已知复数满足,且复数对应的点在第一象限,则下列结论正确的是( )
A.复数的虚部为 B.
C. D.复数的共轭复数为
【答案】BC
【分析】由待定系数法,根据模长公式可得,即可结合选项逐一求解.
【详解】解:设,
由,得,解得或(舍去).
,复数的虚部为,故A错误;
,故B正确;
,故C正确;
,故D错误.
故选:BC.
变式6-2.(多选)(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)已知是复数,且为纯虚数,则( )
A. B.
C.在复平面内对应的点在实轴上 D.的最大值为
【答案】ABD
【分析】先设,代入中化简,根据为纯虚数得出:,且即可判断选项A、C;由可判断选项B;根据复数的几何意义可判断选项D.
【详解】由题意设,
则.
因为为纯虚数,
所以,且,即,且.
因此,故选项A正确;,所以故选项B正确;
因为在复平面内对应的点为,
所以在复平面内对应的点不在实轴上,故选项C错误;
因为表示圆上的点到点的距离,
且最大距离为,故选项D正确.
故选:ABD.
变式6-3.(23-24高一下·江苏常州·期中)在复平面内,复数对应的点在第四象限,设.
(1)若,求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,根据复数除法运算和加减法运算化简,再根据复数的分类列出方程组,解之即可;
(2)根据,可得等式左边化简后得复数虚部等于零,可得出关系,再根据复数的模的计算公式即可得解.
【详解】(1)设,
由,得,
即,整理得,
因为,即,
所以,解得,
所以;
(2)由(1)结合,
可得,所以,
所以.
【题型七:复数范围内方程的根】
例7.(多选)(23-24高一下·江苏连云港·期中)已知,是关于的方程的两根,其中,.若(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】将代入方程后结合虚数的意义解得可得AB正确;由韦达定理可判断C错误;由虚数的模长和虚数的运算可得D错误.
【详解】A/B:由题意可得

即,
所以,故,
故A、B正确;
C:利用AB解析可得,故C错误;
D:利用AB解析由可得,
所以,而,故D错误;
故选:AB.
变式7-1.(多选)(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数是关于的方程的两根,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.若,则
【答案】ACD
【分析】利用求根公式得到,,韦达定理得到,分别计算,,即可选出答案.
【详解】,所以方程的根为,不妨设,,
可知,故A正确;
由韦达定理知,所以,故C正确;
所以,因为,所以,故B错误;
时,,,
计算可得,,
,,
所以,故D正确;
故选:ACD.
变式7-2.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知复数是关于的方程的根(是虚数单位),其中.
(1)求a,b的值.
(2)若,且复数是纯虚数,求.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)将代入方程,根据复数相等列方程组求解可得;
(2)设,根据复数模公式和纯虚数概念列方程组求解即可.
【详解】(1)是方程的根,,
即,
,解得;
(2)设,则,所以①,
又为纯虚数,所以②,
由①②联立,解得或,
或.
变式7-3.(23-24高一下·河南·期中)已知实系数方程的两个复根分别为,,且,.
(1)求a,b的值;
(2)记集合,判断,与集合M的关系.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据实系数的一元二次方程的韦达定理,列出方程组,即可求解;
(2)分别转化求得和,结合集合,即可得解.
【详解】(1)实系数方程的两个复根分别为,,且,,
结合实系数的一元二次方程的韦达定理,可得,解得.
(2)依题意,,,则,且,
所以,
又因为,即.
【方法技巧与总结】
在复数范围内,实数系方程ax2+bx+c=0的求解方法
1、求根公式法
①时,
②<0时,
2、利用复数相等的定义求解,设方程的根为x=m+ni(m,n∈R),将此代入方程 ax +bx+c=0(a≠0),化简后利用复数相等的定义求解.
【题型八:复数含参问题】
例8.(2023·陕西安康·模拟预测)设复数的实部与虚部互为相反数,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据复数的乘法运算化简复数z,根据实部与虚部互为相反数列式计算,即得答案.
【详解】,
由已知得,解得,
故选:D
变式8-1.(2024·全国·模拟预测)已知(,为虚数单位),则( )
A. B.3 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据复数的四则运算、复数相等的概念即可求得的值,可得结果.
【详解】由,
可得,,
因此.
故选:B.
变式8-2.(22-23高二上·江西抚州·阶段练习)已知为虚数单位,若,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】由复数的除法运算公式将其化为可求得a,b的值,再由分数指数幂与根式互化公式 可求得结果.
【详解】∵


故选:B.
变式8-3.(23-24高一下·广西·阶段练习)已知,则的值为 .
【答案】
【分析】根据复数模长的性质与计算求解即可.
【详解】,则,解得,因为,所以 .
故答案为:4
一、单选题
1.(23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习)如果一个复数的实部和虚部相等,则称这个复数为“等部复数”,若为“等部复数”,则实数的值为( )
A. B.0 C.3 D.
【答案】D
【分析】先运用复数的四则运算法则化简,再根据等部复数的定义列方程计算即得.
【详解】因,依题意得,.
故选:D.
2.(23-24高一下·浙江宁波·期中)已知复数,则( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【分析】利用复数的乘法运算及复数模的计算得解.
【详解】依题意,复数,所以.
故选:C
3.(23-24高一下·北京·期中)若复数满足,则( )
A.1 B.5 C.7 D.25
【答案】B
【分析】利用复数除法求出,再求出复数的模.
【详解】依题意,,所以.
故选:B
4.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)定义运算,则满足(为虚数单位)的复数在复平面内对应的点在( )
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】先根据定义结合复数的乘法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】由题意可得,
即,
所以复数在复平面内对应的点为,在第一象限.
故选:A.
5.(23-24高一下·福建·期中)已知,,若复数,则z的实部是( )
A.1 B.-2 C.2 D.i
【答案】A
【分析】根据复数相等可求的值可解.
【详解】由于,则,
则,所以z的实部是1.
故选:A
6.(23-24高一下·广东东莞·阶段练习)复数在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】根据复数的除法运算求,再结合复数的几何意义分析判断.
【详解】由题意可得:,
所以复数在复平面内对应的点为,位于第四象限.
故选:D.
7.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数除法的运算法则直接计算即可.
【详解】,
故选:B
8.(23-24高一下·安徽安庆·阶段练习)已知都是复数,其共轭复数分别为,则下列说法错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.
【答案】C
【分析】设,利用复数的运算及共轭复数的概念判断AD,根据复数乘积运算及模的运算判断B,举反例判断C.
【详解】对于A,设,
则,而,
故,故A正确;
对于B,,


又,
所以,故B正确;
对于C,令,则,所以,
但是,故C错误;
对于D,,又,
所以,故D正确.
故选:C
二、多选题
9.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数的共轭复数记为,对于任意的两个复数,,与下列结论错误的是( )
A.若复数,则其对应复平面上的点在第二象限
B.若复数满足,则
C.
D.
【答案】ABD
【分析】对于A:根据复数的几何意义分析判断;对于B:根据复数的除法和共轭复数的定义分析判断;对于C:根据复数模长的性质分析判断;对于D:举反例说明即可.
【详解】对于选项A:因为复数在复平面上对应的点为,位于第四象限,故A错误;
对于选项B:因为,则,
所以,故B错误;
对于选项C:因为,所以,故C正确;
对于选项D:例如,则,
则,即,故D错误;
故选:ABD.
10.(23-24高一下·云南昆明·期中)下列命题正确的是( )
A.若复数满足,则或
B.
C.若是方程的一个根,则该方程的另一个根是
D.在复平面内,所对应的向量分别为,其中为坐标原点,若,则
【答案】CD
【分析】由复数模长的几何意义可判断A;由向量加法和减法的几何意义可判断BD;根据复数范围内,两个虚数根互为共轭复数可判断C.
【详解】解:对于,若,则在复平面内对应的点的集合是以原点为圆心,
1为半径的圆,有无数个点与复数对应,故选项A错误;
对于B,设所对应的向量分别为,
由向量加法的几何意义可知,故选项B错误;
对于,根据复数范围内,实系数一元二次方程的求根公式知,
两个虚数根互为共轭复数,所以若是方程的根,
则该方程的另一个根是,故选项C正确;
对于D,若,则复平面内以为邻边的平行四边形是矩形,
根据矩形的对角线相等和复数加法 减法的几何意义可知,选项D正确,
故选:CD.
11.(23-24高一下·福建·期中)已知复数,下列结论正确的是( )
A.
B.若,则
C.若,则中至少有1个是0
D.若且,则
【答案】ACD
【分析】根据题意,利用复数的运算法则,以及复数的模计算,结合复数的定义,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,设复数,则,
可得,

,即,所以A正确;
对于B中,例如,此时满足,但,所以B不正确;
对于C中,由,可得或,
当时,可得,可得,此时;
当时,可得,可得,此时,
所以中至少有1个是,所以C正确;
对于D中,设(其中不能同时为零),可得
因为,可得,则,
又由,所以,所以D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12.(23-24高一下·上海·期中)若是方程的一个虚数根,则 .
【答案】
【分析】根据公式法求出一元二次方程的解可得,即可求解.
【详解】由题意知,,
所以方程的根为,
即或.
故答案为:
13.(23-24高一下·浙江·期中)已知为复数,且,则的最大值为 .
【答案】2
【分析】设,由复数模的计算公式可解.
【详解】设,由于,所以,
则,
由于,所以的最大值为.
故答案为:2
14.(23-24高一下·重庆·期中)已知复数满足,且是纯虚数,试写出一个满足条件的复数 .
【答案】或(写出其中一个即可,答案不唯一)
【分析】设出复数的代数形式,由求出的虚部,然后由是纯虚数列式即可计算作答.
【详解】设,由,
可得,解得,又是纯虚数,
设且,则,则,
解得,所以或.
故答案为:或.(写出其中一个即可,答案不唯一)
四、解答题
15.(23-24高一下·上海·期中)已知复数是纯虚数(为实数).
(1)求的值;
(2)若,复数在复平面内对应的点在第二象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)0
(2)
【分析】(1)由复数是纯虚数的充要条件直接列式即可求解;
(2)利用复数四则运算表示出复数在复平面内对应的点的坐标,结合点在第二象限内的充要条件列出表达式组即可求解.
【详解】(1)复数是纯虚数当且仅当,解得;
(2)由(1)可得,注意到,
所以,
复数在复平面内对应的点的坐标为,
由题意点在第二象限,所以,
解得,即实数的取值范围为.
16.(23-24高一下·陕西西安·期中)已知复数与都是纯虚数.
(1)求;
(2)若复数是关于的方程的一个根,求实数、的值.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)设,根据复数代数形式的运算法则化简,再根据复数的类型得到方程(不等式)组,解得,从而得到,即可求出其模;
(2)由(1)可得,根据虚根成对原理得到也是方程的根,利用韦达定理计算可得.
【详解】(1)由题意可设,
则,
又为纯虚数,
则,解得,所以,则;
(2)由(1)可得,
故是关于的方程 的一个根,
则也是关于的方程 的一个根,
故,解得.
17.(23-24高一下·山东济宁·期中)已知复数在复平面上对应点在第一象限,且,的虚部为2.
(1)求复数;
(2)设复数、、在复平面上对应点分别为、、,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,得到、,根据和的虚部为2联立方程组解出、,再根据复数在复平面上对应点在第一象限得到复数;
(2)分别求出、,得到点、、的坐标,求出.
【详解】(1)设,,,
由题意得,解得或,又因为复数在复平面上对应点在第一象限,所以.
(2),,,
所以对应的点,,,从而,,.
18.(23-24高一下·广东广州·期中)已知复数,m为实数.
(1)若z是纯虚数,求m的值;
(2)若,求m的值;
(3)若﹐求的值.
【答案】(1);
(2)2;
(3).
【分析】(1)利用纯虚数的定义列式计算得解.
(2)利用复数是实数的充要条件,结合实数大于0,列式求解即得.
(3)利用复数除法及复数模的意义求解即得.
【详解】(1)由,得,
由z是纯虚数,得,解得,
所以m的值是.
(2)由,得,解得,
所以m的值为2.
(3)当时,,则,
所以.
19.(23-24高一下·山东·阶段练习)已知复数,其中是实数.
(1)若,求的值;
(2)若是实数,求的值;
(3)若复数在复平面内对应的点在第二象限,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据复数运算法则求,根据复数相等的定义列方程求;
(2)根据复数运算法则求,由条件列方程求;
(3)根据复数运算法则求,由条件结合复数的几何意义列不等式求的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
又,,
所以,解得,
所以实数的值为.
(2),
因为是实数,所以,解得;
(3),
所以复数在复平面内对应的点的坐标为,
由已知得,解得,
所以,所以的取值范围为.
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