5.1.1复数的概念
课程标准 学习目标
教学重点:复数的有关概念,复数的表示和共轭复数的概念; 教学难点:复数概念的理解,复数与复平面上点一一对应关系的理解. 1.掌握复数的代数形式,理解虚数、纯虚数、实部与虚部等有关复数的概念. 2.理解复数相等的定义,并会应用它来解决有关问题
知识点01 复数的有关概念
1、虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1.我们把i叫作虚数单位.
2、复数
①定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,满足i2=-1,实部是,虚部是.
②表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
3、复数集
①定义:全体复数所成的集合.
②表示:通常用大写字母C表示.
【即学即练1】(2024高一·全国·专题练习)给出下列四个命题:
①两个复数不能比较大小;
②若实数a与ai对应,则实数集与纯虚数集一一对应;
③纯虚数集相对复数集的补集是虚数集;
④以2为实部的复数有无数个.
其中真命题是 .(填写序号)
知识点02 复数相等的充要条件
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),
我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
【即学即练2】(23-24高一下·全国·课堂例题)求满足下列条件的实数x,y的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
知识点03 复数的分类
对于复数a+bi,
1、当且仅当b=0时,它是实数;
2、当且仅当a=b=0时,它是实数0;
3、当b≠0时,叫做虚数;
4.当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:复数
【即学即练3】(多选)(23-24高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
【题型一:复数的概念】
例1.(22-23高一下·湖南长沙·阶段练习)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.实部为零的复数是纯虚数
C.可能是实数 D.复数的虚部是
变式1-1.(20-21高二上·上海徐汇·期末)下列命题中,正确的是( )
A.任意两个复数都能比较大小 B.任意两个复数都不能比较大小
C.设,如果,那么 D.设,如果,那么
变式1-2.(多选)(2023高一·全国·专题练习)以下四个关于复数的结论,正确的是( )
A.任意两个复数不能比大小
B.
C.
D.复数且
变式1-3.(多选)(22-23高一下·全国·课后作业)(多选)下列说法不正确的是( )
A.复数的虚部是 B.形如的数一定是虚数
C.若,,则是纯虚数 D.若两个复数能够比较大小,则它们都是实数
【方法技巧与总结】
判断与复数有关的命题是否正确的方法
(1)举反例:判断一个命题为假命题,只要举一个反例即可,所以解答这种类型的题时,可按照"先特殊,后一般;先否定,后肯定"的方法进行解答.
(2)化代数形式:对于复数实部、虚部的确定,不但要把复数化为a+bi的形式,更要注意这里a,b均为实数时,才能确定复数的实、虚部.
【题型二:复数的实部与虚部】
例2.(23-24高一下·广西来宾·期中)复数(为虚数单位)的虚部为( )
A.2 B.-2 C. D.
变式2-1.(23-24高一下·吉林四平·阶段练习)复数虚部是( )
A. B.1 C. D.
变式2-2.(22-23高一下·浙江杭州·期中)若复数,则z的实部与虚部的和为( )
A.-1 B.1 C.5 D.-5
变式2-3.(23-24高一下·浙江宁波·期中)若复数z满足,其中i为虚数单位,则复数z的虚部为 .
【方法技巧与总结】
判断复数a+bi的实部、虚部的关键
(1)看形式:看复数的表示是否是a+bi的形式.
(2)看属性:看a,b是否都是实数.
【题型三:虚数i单位及其性质】
例3.(21-22高一下·贵州铜仁·期末)复数,则复数的虚部是( )
A. B.2 C. D.1
变式3-1.(23-24高一下·全国·课堂例题)计算:① ;②若,则 .
变式3-2.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·阶段练习) .
变式3-3.(22-23高三·全国·课后作业)若,则 .
【方法技巧与总结】
1.i与-1的关系:i就是-1的一个平方根,即方程x2=-1的一个根,方程x2=-1的另一个根是-i
2.i的周期性:i4n+1=i,i 4n+2=-1,i 4n+3=-i,i 4n=1。
【题型四:复数的类型求参数】
例4.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知复数为纯虚数,其中为虚数单位,,若,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
变式4-1.(23-24高一下·贵州贵阳·阶段练习)复数是实数,则 .
变式4-2.(23-24高一下·全国·课后作业)“且”是“复数是纯虚数”的 条件.
变式4-3.(23-24高一下·全国·课堂例题)复数,当实数m取什么值时,
(1)是实数;
(2)是虚数;
(3)是纯虚数.
【方法技巧与总结】
复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:
对于复数,
当且仅当时,z是实数;当时,z是虚数;
当且时,z是纯虚数;
当且仅当时,z的值等于实数0.
【题型五:复数相等求参数】
例5.(23-24高一下·福建三明·阶段练习)已知(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
变式5-1.(2023·湖南岳阳·模拟预测)已知为虚数单位,为实数,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
变式5-2.(22-23高一下·山西阳泉·期末)已知复数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式5-3.(21-22高一下·广东江门·期末)实数满足条件:,(其中为i虚数单位),则( )
A. B.2 C.3 D.
【方法技巧与总结】
复数相等的定义是求复数的值以及在复数集中解方程的重要依据.一般地,不全是实数的两个复数只能说相等或不相等,而不能进行大小比较.如与就不能比较大小.
【题型六:复数的分类及辨析】
例6.(21-22高二下·河南商丘·期中)虚数单位的引入,使得数系由实数系扩充到了复数系.下面的结构图中,其中1,2,3三个方框中应依次填入( )
A.复数 小数 整数 B.复数 无理数 自然数
C.复数 无理数 整数 D.复数 整数 小数
变式6-1.(20-21高一下·全国·课后作业)设集合,,,则,,间的关系为( )
A. B. C. D.
变式6-2.(22-23高一下·全国·课后作业)设集合{复数},{实数},{纯虚数},若全集,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
变式6-3.(20-21高一·全国·课后作业)给出下列命题:①自然数集是非负整数集;②实数集与复数集的交集为实数集;③实数集与虚数集的交集是{0};④纯虚数集与实数集的交集为空集.其中,假命题是 .(填序号)
【方法技巧与总结】
一、单选题
1.(23-24高一下·广西南宁·期中)若实数,满足,则( )
A. B.3 C. D.1
2.(23-24高一下·安徽芜湖·期中)若复数是实数,则等于( )
A.1 B. C. D.不存在
3.(23-24高一下·江苏扬州·期中)复数,则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
4.(2024·宁夏银川·一模)已知复数表示纯虚数,则( )
A.1 B. C.1或 D.2
5.(2024高一下·江苏·专题练习)下列命题:
①若,则是纯虚数;
②若,,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
其中正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
6.(2024高一·全国·专题练习)已知复数()的实部大于虚部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.(2023·河北·模拟预测)已知为虚数单位,,集合,则( )
A. B. C. D.
8.(2023·湖南·一模)如果复数是纯虚数,是虚数单位,则( )
A.且 B.
C. D.或
二、多选题
9.(21-22高一·全国·课后作业)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若,则复数为纯虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若复数,则当且仅当时,为虚数
10.(22-23高一下·黑龙江鸡西·期中)若复数,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
11.(22-23高一下·福建福州·期中)已知复数的实部与虚部互为相反数,则的值可以为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.(2024·江苏南通·二模)设,i为虚数单位.若集合,,且,则m= .
13.(2024高一·全国·专题练习)设是虚数单位,若复数的实部与虚部互为相反数,则实数 .
14.(22-23高一下·河南省直辖县级单位·阶段练习)已知复数(其中为虚数单位)为纯虚数,写出关于复数的一个正确结论: .
四、解答题
15.(23-24高一下·广东江门·阶段练习)已知,复数,当为何值时;
(1)是纯虚数;
(2)?
16.(22-23高一·全国·随堂练习)计算:
(1);
(2).
17.(22-23高一下·海南儋州·期中)已知复数.
(1)若z为实数,求m值:
(2)若z为虚数,求m值;
(3)若z为纯虚数,求m值;
(4)若复数z为实数0,求m值
18.(22-23高一下·河北·期末)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
19.(22-23高一下·河南·阶段练习)若复数,,且,求的取值范围.
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课程标准 学习目标
教学重点:复数的有关概念,复数的表示和共轭复数的概念; 教学难点:复数概念的理解,复数与复平面上点一一对应关系的理解. 1.掌握复数的代数形式,理解虚数、纯虚数、实部与虚部等有关复数的概念. 2.理解复数相等的定义,并会应用它来解决有关问题
知识点01 复数的有关概念
1、虚数单位:把平方等于-1的数用符号i表示,规定i2=-1.我们把i叫作虚数单位.
2、复数
①定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位,满足i2=-1,实部是,虚部是.
②表示方法:复数通常用字母z表示,代数形式为z=a+bi(a,b∈R).
3、复数集
①定义:全体复数所成的集合.
②表示:通常用大写字母C表示.
【即学即练1】(2024高一·全国·专题练习)给出下列四个命题:
①两个复数不能比较大小;
②若实数a与ai对应,则实数集与纯虚数集一一对应;
③纯虚数集相对复数集的补集是虚数集;
④以2为实部的复数有无数个.
其中真命题是 .(填写序号)
【答案】④
【分析】根据复数的概念一一分析即可.
【详解】①中当这两个复数都是实数时,可以比较大小,故①为假命题;
②若,则ai不是纯虚数,故②为假命题;
③纯虚数集相对复数集的补集不是虚数集,因为复数中还包含实数,则③为假命题;
④对于复数,a有无数个取值,故④为真命题.
故答案为:④.
知识点02 复数相等的充要条件
在复数集C=中任取两个数a+bi,c+di(a,b,c,d∈R),
我们规定:a+bi与c+di相等的充要条件是a=c且b=d.
【即学即练2】(23-24高一下·全国·课堂例题)求满足下列条件的实数x,y的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3),或
(4)
【分析】(1)根据实部与虚部对应关系解方程即可
(2)令实部为0且虚部为0解方程即可;
(3)根据实部与虚部对应关系解方程即可;
(4)令实部为0且虚部为0解方程即可.
【详解】(1)由,可得
(2)由,可得
(3)由,可得,或
(4)由,可得
知识点03 复数的分类
对于复数a+bi,
1、当且仅当b=0时,它是实数;
2、当且仅当a=b=0时,它是实数0;
3、当b≠0时,叫做虚数;
4.当a=0且b≠0时,叫做纯虚数.
这样,复数z=a+bi可以分类如下:复数
【即学即练3】(多选)(23-24高一下·江苏泰州·期中)对于复数,则下列结论中错误的是( )
A.若,则为纯虚数 B.若,则
C.若,则为实数 D.若,则不是复数
【答案】ABD
【分析】A.由判断;B.由复数的实部和虚部判断;C.复数的分类判断;D.由复数的分类判断.
【详解】A.当时,为实数,故错误;
B.若,则,故错误;
C.若,则为实数,故正确;
D.若,则是实数,故错误;
故选:ABD
【题型一:复数的概念】
例1.(22-23高一下·湖南长沙·阶段练习)已知为虚数单位,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.实部为零的复数是纯虚数
C.可能是实数 D.复数的虚部是
【答案】C
【分析】根据复数的概念即可求解.
【详解】A.,说法不正确;
B.实部为零的复数可能虚部也为零,从而是实数,说法不正确;
C.当时,是实数,说法正确;
D.复数的虚部是1,说法不正确.
故选:.
变式1-1.(20-21高二上·上海徐汇·期末)下列命题中,正确的是( )
A.任意两个复数都能比较大小 B.任意两个复数都不能比较大小
C.设,如果,那么 D.设,如果,那么
【答案】C
【分析】利用复数的概念与性质判断选项的正误,即可得到结果.
【详解】当两个复数有虚数时,不可以比较大小,所以A错误;
当两个复数都是实数时,可以比较大小,所以B错误;
因为,且,所以是实数,故,所以C正确;
因为,若,则,但是此时与不能比较大小,所以D错误.
故选:C.
变式1-2.(多选)(2023高一·全国·专题练习)以下四个关于复数的结论,正确的是( )
A.任意两个复数不能比大小
B.
C.
D.复数且
【答案】CD
【分析】根据复数的有关定义与性质分别判断即可.
【详解】对于A,当两个复数都是实数时,才可以比较大小,所以A错误;
对于B,当则,故B错误;
对于C,因为,所以,所以由可以得到,故C正确;
对于D,若复数,则且,故D正确.
故选:CD.
变式1-3.(多选)(22-23高一下·全国·课后作业)(多选)下列说法不正确的是( )
A.复数的虚部是 B.形如的数一定是虚数
C.若,,则是纯虚数 D.若两个复数能够比较大小,则它们都是实数
【答案】AB
【分析】
根据复数的相关概念逐一判断即可.
【详解】
复数的虚部是3,故A中说法不正确;
形如的数不一定是虚数,例如,当,时,不是虚数,故B中说法不正确;
只有当,,即时,是纯虚数,故C中说法正确;
因为虚数不能比较大小,所以若两个复数能够比较大小,则它们都是实数,故D中说法正确.
故选:AB.
【方法技巧与总结】
判断与复数有关的命题是否正确的方法
(1)举反例:判断一个命题为假命题,只要举一个反例即可,所以解答这种类型的题时,可按照"先特殊,后一般;先否定,后肯定"的方法进行解答.
(2)化代数形式:对于复数实部、虚部的确定,不但要把复数化为a+bi的形式,更要注意这里a,b均为实数时,才能确定复数的实、虚部.
【题型二:复数的实部与虚部】
例2.(23-24高一下·广西来宾·期中)复数(为虚数单位)的虚部为( )
A.2 B.-2 C. D.
【答案】B
【分析】根据虚部的定义求解即可.
【详解】复数的虚部为,即虚部为.
故选:B.
变式2-1.(23-24高一下·吉林四平·阶段练习)复数虚部是( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】直接计算虚部即可.
【详解】复数虚部是.
故选:A.
变式2-2.(22-23高一下·浙江杭州·期中)若复数,则z的实部与虚部的和为( )
A.-1 B.1 C.5 D.-5
【答案】B
【分析】直接由实部虚部的定义计算即可.
【详解】由知实部为3,虚部为,故实部与虚部的和为.
故选:B.
变式2-3.(23-24高一下·浙江宁波·期中)若复数z满足,其中i为虚数单位,则复数z的虚部为 .
【答案】
【分析】令,由复数相等可求出复数z,从而得到虚部.
【详解】令,
所以,可得
,其虚部为.
故答案为:
【方法技巧与总结】
判断复数a+bi的实部、虚部的关键
(1)看形式:看复数的表示是否是a+bi的形式.
(2)看属性:看a,b是否都是实数.
【题型三:虚数i单位及其性质】
例3.(21-22高一下·贵州铜仁·期末)复数,则复数的虚部是( )
A. B.2 C. D.1
【答案】A
【分析】根据虚数单位的定义以及复数的相关概念运算求解.
【详解】由题意可得:,
所以复数的虚部是.
故选:A.
变式3-1.(23-24高一下·全国·课堂例题)计算:① ;②若,则 .
【答案】 -1
【分析】①根据规定可得,②设 ,根据复数相等解方程即可
【详解】根据规定知;
设 ,
得,或,
所以
故答案为:-1;
变式3-2.(22-23高一下·黑龙江牡丹江·阶段练习) .
【答案】/
【分析】利用的性质计算可得答案.
【详解】∵,∴,
则,故原式.
故答案为:.
变式3-3.(22-23高三·全国·课后作业)若,则 .
【答案】
【分析】
根据虚数单位的运算法则计算可得.
【详解】.
故答案为:
【方法技巧与总结】
1.i与-1的关系:i就是-1的一个平方根,即方程x2=-1的一个根,方程x2=-1的另一个根是-i
2.i的周期性:i4n+1=i,i 4n+2=-1,i 4n+3=-i,i 4n=1。
【题型四:复数的类型求参数】
例4.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知复数为纯虚数,其中为虚数单位,,若,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据纯复数的定义:实部为0,虚部不等于0,列出方程即可求得,代入式子化简,根据两个复数相等的充要条件即可列出式子进行求解.
【详解】因为复数为纯虚数,所以满足:,解得:,
所以,即;
所以.
故选:D
变式4-1.(23-24高一下·贵州贵阳·阶段练习)复数是实数,则 .
【答案】
【分析】由题干可得且,进行计算即可得解.
【详解】根据题意且,
所以且,
即,
所以或(舍),
故答案为:
变式4-2.(23-24高一下·全国·课后作业)“且”是“复数是纯虚数”的 条件.
【答案】充分不必要
【分析】根据复数的相关概念结合充分、必要条件分析判断.
【详解】若且,则复数是纯虚数,即充分性成立;
若复数是纯虚数,则且,即不一定成立,
利用,即必要性不成立;
综上所述:“且”是“复数是纯虚数”的充分不必要条件.
故答案为:充分不必要
变式4-3.(23-24高一下·全国·课堂例题)复数,当实数m取什么值时,
(1)是实数;
(2)是虚数;
(3)是纯虚数.
【答案】(1)或
(2)且且
(3)
【分析】(1)根据复数是实数,列出方程,解方程即可得解;
(2)根据复数是虚数,列出方程,解方程即可得出答案;
(3)根据复数是纯虚数,列出方程,解方程即可得出答案.
【详解】(1)因为复数为实数,所以,即或,
所以或时,复数为实数.
(2)因为为虚数,则,解得且且,
所以且且时,复数为纯虚数.
(3)因为为纯虚数,则,解得,
所以时,复数为纯虚数.
【方法技巧与总结】
复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:
对于复数,
当且仅当时,z是实数;当时,z是虚数;
当且时,z是纯虚数;
当且仅当时,z的值等于实数0.
【题型五:复数相等求参数】
例5.(23-24高一下·福建三明·阶段练习)已知(为虚数单位),则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】借助复数相等求解作答
【详解】因为,所以
故选:D
变式5-1.(2023·湖南岳阳·模拟预测)已知为虚数单位,为实数,若,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】由复数相等可列出方程组求解.
【详解】由题意,
所以,解得,所以.
故选:D.
变式5-2.(22-23高一下·山西阳泉·期末)已知复数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用复数相等可得和三角函数的平方关系可得,再根据正弦函数的取值范围与二次函数的性质可得的取值范围.
【详解】复数,且,
所以,则
因为,所以,当时,,当时,
所以的取值范围是.
故选:B.
变式5-3.(21-22高一下·广东江门·期末)实数满足条件:,(其中为i虚数单位),则( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】A
【分析】由复数相等的条件列出式子,即可求解
【详解】因为,
所以,解得,
所以,
故选:A
【方法技巧与总结】
复数相等的定义是求复数的值以及在复数集中解方程的重要依据.一般地,不全是实数的两个复数只能说相等或不相等,而不能进行大小比较.如与就不能比较大小.
【题型六:复数的分类及辨析】
例6.(21-22高二下·河南商丘·期中)虚数单位的引入,使得数系由实数系扩充到了复数系.下面的结构图中,其中1,2,3三个方框中应依次填入( )
A.复数 小数 整数 B.复数 无理数 自然数
C.复数 无理数 整数 D.复数 整数 小数
【答案】C
【分析】根据实数和复数的概念,直接判断即可.
【详解】由复数的分类可得:1处填入复数;
由实数的分类可得:2处填入无理数;
由有理数的分类可得:3处填入整数.
故选:C.
变式6-1.(20-21高一下·全国·课后作业)设集合,,,则,,间的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数的定义、复数的分类判断.
【详解】根据复数的定义,复数包含虚数和实数,虚数包含纯虚数和非纯虚数的虚数.
因此只有B正确.
故选:B.
变式6-2.(22-23高一下·全国·课后作业)设集合{复数},{实数},{纯虚数},若全集,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
举反例判断选项AB,根据集合的关系,结合集合的运算性质判断CD.
【详解】复数,但,所以,选项A错误;
复数,但,所以,选项B错误;
,选项C错误,
,选项D正确;
故选:D.
变式6-3.(20-21高一·全国·课后作业)给出下列命题:①自然数集是非负整数集;②实数集与复数集的交集为实数集;③实数集与虚数集的交集是{0};④纯虚数集与实数集的交集为空集.其中,假命题是 .(填序号)
【答案】③
【分析】结合数集特征和实数虚数概念判断即可.
【详解】①②④显然正确,②中复数包括实数和虚数,③中实数和虚数只能是并列关系,不存在交集,故③实数集与虚数集的交集是空集,故③错.
故答案为:③
【方法技巧与总结】
一、单选题
1.(23-24高一下·广西南宁·期中)若实数,满足,则( )
A. B.3 C. D.1
【答案】B
【分析】根据复数相等的充要条件求出,的值,即可得解.
【详解】因为实数,满足,
所以,则.
故选:B
2.(23-24高一下·安徽芜湖·期中)若复数是实数,则等于( )
A.1 B. C. D.不存在
【答案】A
【分析】根据实数和复数的概念直接列式求解即可.
【详解】因为是实数,
所以,解得,
故选:A
3.(23-24高一下·江苏扬州·期中)复数,则复数的虚部是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用复数虚部的含义可得答案.
【详解】因为,所以虚部为.
故选:C
4.(2024·宁夏银川·一模)已知复数表示纯虚数,则( )
A.1 B. C.1或 D.2
【答案】B
【分析】根据题意结合复数的相关概念列式求解即可.
【详解】因为,
若复数表示纯虚数,则,解得.
故选:B.
5.(2024高一下·江苏·专题练习)下列命题:
①若,则是纯虚数;
②若,,且,则;
③若是纯虚数,则实数;
④实数集是复数集的真子集.
其中正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【分析】
对于①,当时,即可判断;对于②,两个虚数不能比较大小;对于③,当时,即可判断;对于④,由复数集与实数集的关系即可判断.
【详解】对于①,若,则不是纯虚数,则①错误;
对于②,两个虚数不能比较大小,则②错误;
对于③,若,则,,此时不是纯虚数,则③错误;
对于④,由复数集与实数集的关系可知,实数集是复数集的真子集,则④正确.
故选:.
6.(2024高一·全国·专题练习)已知复数()的实部大于虚部,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用复数的定义及一元二次不等式的解法即可求解.
【详解】由已知可得,即,解得或,
因此,实数a的取值范围是.
故选:B.
7.(2023·河北·模拟预测)已知为虚数单位,,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据两复数相等,实部、虚部分别相等列方程组,求解可得结果.
【详解】由题得,
所以,解得,所以.
故选:C
8.(2023·湖南·一模)如果复数是纯虚数,是虚数单位,则( )
A.且 B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据题意复数为纯虚数,即得,从而求解.
【详解】由复数是纯虚数,
得
解得:.
故选:C.
二、多选题
9.(21-22高一·全国·课后作业)下列命题不正确的是( )
A.复数不可能是纯虚数
B.若,则复数为纯虚数
C.若是纯虚数,则实数
D.若复数,则当且仅当时,为虚数
【答案】ACD
【分析】根据复数的概念逐项判断即可.
【详解】选项A中,当,时,复数是纯虚数,错误;
选项B中,时,为纯虚数,正确;
选项C中,若是纯虚数,则,即,
所以,错误;
选项D中,没有给出是实数,当时,
也是虚数,错误.
故选:ACD
10.(22-23高一下·黑龙江鸡西·期中)若复数,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】依题意可得与均为实数,即可判断.
【详解】因为虚数不能比较大小,若复数,
则说明与均为实数,所以且.
故选:AC
11.(22-23高一下·福建福州·期中)已知复数的实部与虚部互为相反数,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题目条件与余弦二倍角公式得到,,求出或,
结合,求出的值.
【详解】由条件知,,
∴,
∴或,
∵,
∴,或.
故选:ACD
三、填空题
12.(2024·江苏南通·二模)设,i为虚数单位.若集合,,且,则m= .
【答案】1
【分析】由集合的包含关系得两个集合中元素的关系,由复数的相等解的值.
【详解】集合,,且,
则有或,解得.
故答案为:1
13.(2024高一·全国·专题练习)设是虚数单位,若复数的实部与虚部互为相反数,则实数 .
【答案】5
【分析】根据已知结合复数的定义列式,即可解出答案.
【详解】复数的实部与虚部互为相反数,
,解得.
故答案为:
14.(22-23高一下·河南省直辖县级单位·阶段练习)已知复数(其中为虚数单位)为纯虚数,写出关于复数的一个正确结论: .
【答案】
【分析】根据复数的分类即可求解.
【详解】由,解得,故.
故答案为:
四、解答题
15.(23-24高一下·广东江门·阶段练习)已知,复数,当为何值时;
(1)是纯虚数;
(2)?
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据实部为0,虚部不为零可求参数的值;
(2)利用复数相等的条件可得关于参数的方程组,求出其解后可得参数的值.
【详解】(1)∵是纯虚数,
∴,解得或,
∴当或时,是纯虚数.
(2)∵,∴,解得,
∴故时,.
16.(22-23高一·全国·随堂练习)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)0
【分析】根据的计算公式,即可化简求值.
【详解】(1)原式;
(2)原式,
.
17.(22-23高一下·海南儋州·期中)已知复数.
(1)若z为实数,求m值:
(2)若z为虚数,求m值;
(3)若z为纯虚数,求m值;
(4)若复数z为实数0,求m值
【答案】(1)或;
(2)且
(3)
(4)
【分析】根据复数的特征,列出关于实部和虚部的取值,即可求解.
【详解】(1)若为实数,则,解得:或;
(2)若z为虚数,则,得:且;
(3)若为纯虚数,则,解得:;
(4)若复数为实数0,则,解得:.
18.(22-23高一下·河北·期末)已知复数,,其中是虚数单位,.
(1)若为纯虚数,求的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)z1为纯虚数,则其实部为0,虚部不为0,解得参数值;
(2)由z1=z2,实部、虚部分别相等,求得关于的函数表达式,根据的范围求得参数取值范围.
【详解】(1)由z1为纯虚数,
则,解得m=-2.
(2)由,得
∴
∵,
∴当时,,当时,,
∴实数的取值范围是.
19.(22-23高一下·河南·阶段练习)若复数,,且,求的取值范围.
【答案】
【分析】
利用复数相等建立等式关系可得,分,讨论,结合同角三角函数关系即可确定其范围.
【详解】由可得
得,
因为,
所以,
当时,;
当时, .
综上,的取值范围为.
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