新教材高中数学人教A版必修第二册 7.1.2 复数的几何意义(课件:33+18张PPT+学案)

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名称 新教材高中数学人教A版必修第二册 7.1.2 复数的几何意义(课件:33+18张PPT+学案)
格式 zip
文件大小 15.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-01-06 10:47:02

文档简介


A级:“四基”巩固训练
一、选择题
1.复数z1=1+i和z2=1-i在复平面内的对应点关于(  )
A.实轴对称
B.一、三象限的角平分线对称
C.虚轴对称
D.二、四象限的角平分线对称
答案 A
解析 复数z1=1+i在复平面内的对应点为Z1(1,),复数z2=1-i在复平面内的对应点为Z2(1,-),点Z1与Z2关于实轴对称.
2.当A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 A
解析 ∵3.复数z1=a+2i,z2=-2+i,如果|z1|<|z2|,则实数a的取值范围是(  )
A.-11
C.a>0 D.a<-1或a>0
答案 A
解析 依题意有< ,解得-14.若A,B为锐角三角形的两个内角,则复数z=(cosB-sinA)+(sinB-cosA)i对应的点位于复平面内的(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 B
解析 cosB-sinA=sin-sinA.∵△ABC为锐角三角形,∴A+B>.∴A>-B,∴sinA>sin,∴cosB-sinA<0.同理可知sinB-cosA>0,∴复数z对应的点位于第二象限.故选B.
5.已知复数z的实部为1,且|z|=2,则复数z的虚部是(  )
A.- B.i
C.±i D.±
答案 D
解析 设复数z的虚部为b,因为|z|=2,实部为1,所以1+b2=4,所以b=±.
6.复数z满足条件:|2z+1|=|z-i|,那么z对应的点的轨迹是(  )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线
答案 A
解析 设复数z=x+yi(x,y∈R),∵|2z+1|=|z-i|,∴(2x+1)2+4y2=x2+(y-1)2,化简得3x2+3y2+4x+2y=0满足42+22-4×3×0>0,∴方程表示圆.故选A.
二、填空题
7.i为虚数单位,设复数z1,z2在复平面内对应的点关于原点对称,若z1=2-3i,则2=________.
答案 -2-3i
解析 复数z1=2-3i对应的点为(2,-3),则z2对应的点为(-2,3).所以z2=-2+3i,2=-2-3i.
8.已知复数(2k2-3k-2)+(k2-k)i在复平面内对应的点在第二象限,则实数k的取值范围是________.
答案 -解析 根据题意,有即所以实数k的取值范围是-9.已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-2i,它们所对应的点分别是A,B,C,若=x+y(x,y∈R),则x+y的值是________.
答案 5
解析 由已知,得=(-1,2),=(1,-1),=(3,-2),∴x+y=x(-1,2)+y(1,-1)=(-x+y,2x-y).
由=x+y,
可得解得∴x+y=5.
三、解答题
10.已知O为坐标原点,对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i(a∈R).若与共线,求a的值.
解 因为对应的复数为-3+4i,对应的复数为2a+i,
所以=(-3,4),=(2a,1),
因为与共线,
所以存在实数k使=k,
即(2a,1)=k(-3,4)=(-3k,4k),
所以所以即a的值为-.
B级:“四能”提升训练
1.在复平面上,复数i,1,4+2i对应的点分别是A,B,C,求平行四边形的ABCD的点D对应的复数.
解 解法一:由已知条件得点A(0,1),B(1,0),C(4,2),
则AC的中点E,
由平行四边形的性质知点E也是边BD的中点,
设D(x,y),则解得即D(3,3),
∴点D对应复数为3+3i.
解法二:由已知得向量=(0,1),=(1,0),=(4,2),其中O为坐标原点.
∴=(-1,1),=(3,2),
∴=+=(2,3),
∴=+=(3,3),
即点D对应复数为3+3i.
2.已知z1=x2+i,z2=(x2+a)i对任意的x∈R均有|z1|>|z2|成立,试求实数a的取值范围.
解 ∵|z1|= ,|z2|=|x2+a|,且|z1|>|z2|,
∴>|x2+a|对任意的x∈R恒成立等价于(1-2a)x2+(1-a2)>0恒成立.
不等式等价于①:1-2a=0,解得a=,
∴a=时,0·x2+>0恒成立,
或②:
解得-1综上可得,实数a的取值范围是.
课件18张PPT。课后课时精练 7.1.2 复数的几何意义
知识点一   复平面的相关概念
如图,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示.这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.
复数集C中的数与复平面内的点建立了一一对应关系,即复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b).
知识点二   复数的向量表示
如图,设复平面内的点Z表示复数z=a+bi,连接OZ,显然向量是由点Z唯一确定的;反过来,点Z也可以由向量唯一确定.
复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量建立了一一对应关系(实数0与零向量对应),即
复数z=a+bi平面向量.
这是复数的另一种几何意义,并且规定相等的向量表示同一个复数.
知识点三   复数的模的定义公式
向量的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它的模等于|a|(a的绝对值).
知识点四   共轭复数
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数.虚部不等于0的两个共轭复数也叫共轭虚数.
1.复数的向量表示
(1)任何一个复数z=a+bi与复平面内一点Z(a,b)对应,而任一点Z(a,b)又可以与以原点为起点,点Z(a,b)为终点的向量对应,这些对应都是一一对应,即
(2)这种对应关系架起了联系复数与解析几何的桥梁,使得复数问题可以用几何方法解决,而几何问题也可以用复数方法解决(即数形结合法),增加了解决复数问题的途径.讨论复数的运算性质和应用时,可以在复平面内,用向量方法进行.
2.共轭复数的性质
(1)两个共轭复数的对应点关于实轴对称.
(2)实数的共轭复数是它本身,即z=?z∈R.
利用这个性质,可以证明一个复数是实数.
(3)z=|z|2=||2∈R.
z与互为实数化因式.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.(  )
(2)在复平面内,虚轴上的点所对应的复数都是纯虚数.(  )
(3)复数的模一定是正实数.(  )
(4)两个复数互为共轭复数是它们的模相等的必要条件.(  )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.做一做
(1)若=(0,-3),则对应的复数为________.
(2)复数z=1-4i位于复平面上的第________象限.
(3)复数i的模是________.
(4)复数5+6i的共轭复数是________.
答案 (1)-3i (2)四 (3) (4)5-6i
题型一 复平面内复数与点的对应
例1 在复平面内,若复数z=(m2-m-2)+(m2-3m+2)i对应点(1)在虚轴上;(2)在第二象限;(3)在直线y=x上,分别求实数m的取值范围.
[解] 复数z=(m2-m-2)+(m2-3m+2)i的实部为m2-m-2,虚部为m2-3m+2.
(1)由题意得m2-m-2=0,解得m=2或m=-1.
(2)由题意得∴
∴-1(3)由已知得m2-m-2=m2-3m+2,∴m=2.
复数集与复平面内所有的点所成的集合之间存在着一一对应关系.每一个复数都对应着一个有序实数对,复数的实部对应着有序实数对的横坐标,而虚部则对应着有序实数对的纵坐标,只要在复平面内找到这个有序实数对所表示的点,就可根据点的位置判断复数实部、虚部的取值.
实数m取什么值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i.
(1)对应的点在x轴上方;
(2)对应的点在直线x+y+4=0上.
解 (1)由题意得m2-2m-15>0,
解得m<-3或m>5,
所以当m<-3或m>5时,复数z对应的点在x轴上方.
(2)由题意得(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+4=0,
解得m=1或m=-,所以当m=1或m=-时,
复数z对应的点在直线x+y+4=0上.
题型二 复平面内复数与向量的对应
例2 已知平行四边形OABC的三个顶点O,A,C对应的复数分别为0,3+2i,-2+4i,试求:(1)表示的复数;(2)表示的复数;(3)点B对应的复数.
[解] 由题意得O为原点,=(3,2),=(-2,4).
(1)∵=-=-(3,2)=(-3,-2)
∴表示的复数为-3-2i.
(2)∵=-=(3,2)-(-2,4)=(5,-2),
∴表示的复数为5-2i.
(3)∵=+=(3,2)+(-2,4)=(1,6),
∴表示的复数为1+6i,
即点B对应的复数为1+6i.
复数与平面向量一一对应是复数的另一个几何意义,利用这个几何意义,复数问题可以转化为平面向量来解决,平面向量问题也可以用复数方法来求解.
(1)复数4+3i与-2-5i分别表示向量与,则向量表示的复数是________;
(2)在复平面内,O为原点,向量对应复数为-1+2i,则点A关于直线y=-x对称点为B,向量对应复数为________.
答案 (1)-6-8i (2)-2+i
解析 (1)因为复数4+3i与-2-5i分别表示向量与,所以=(4,3),=(-2,-5),又=-=(-2,-5)-(4,3)=(-6,-8),所以向量表示的复数是-6-8i.
(2)点A(-1,2)关于直线y=-x对称的点为B(-2,1),所以=-2+i.
题型三 复数模的综合应用
例3 设z∈C,则满足条件|z|=|3+4i|的复数z在复平面上对应的点Z的集合是什么图形?
[解] 由|z|=|3+4i|得|z|=5.
这表明向量的长度等于5,即点Z到原点的距离等于5.
因此满足条件的点Z的集合是以原点O为圆心,以5为半径的圆.
 巧用复数的几何意义解题
(1)复平面内|z|的意义
我们知道,在实数集中,实数a的绝对值,即|a|是表示实数a的点与原点O间的距离.那么在复数集中,类似地,有|z|是表示复数z的点Z到坐标原点间的距离.也就是向量的模,|z|=||.
(2)复平面内任意两点间的距离
设复平面内任意两点P,Q所对应的复数分别为z1,z2,则|PQ|=|z2-z1|.
运用以上性质,可以通过数形结合的方法解决有关问题.
设z∈C,且满足下列条件,在复平面内,复数z对应的点Z的集合是什么图形?
(1)1<|z|<2;
(2)|z-i|<1.
解 (1)根据复数模的几何意义可知,
复数z对应的点Z的集合是以原点O为圆心,以1和2为半径的两圆所夹的圆环,不包括环的边界.
(2)根据模的几何意义,|z-i|=1表示复数z对应的点到复数i对应的点(0,1)的距离为1.
∴满足|z-i|=1的点Z的集合为以(0,1)为圆心,以1为半径的圆内的部分(不含圆的边界).
1.已知a∈R,且0A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 D
解析 ∵00且a-1<0,故复数z=a+(a-1)i在复平面内所对应的点(a,a-1)位于第四象限.故选D.
2.复数z=(a2-2a)+(a2-a-2)i对应的点在虚轴上,则(  )
A.a≠2或a≠1 B.a≠2且a≠1
C.a=0 D.a=2或a=0
答案 D
解析 由点Z在虚轴上可知,点Z对应的复数是纯虚数和0,∴a2-2a=0,解得a=2或a=0.
3.已知复数z=1+2i(i是虚数单位),则|z|=________.
答案 
解析 因为z=1+2i,所以|z|==.
4.已知复数z=3+ai,且|z|<5,则实数a的取值范围是________.
答案 -4解析 |z|=<5,解得-45.如果复数z=(m2+m-1)+(4m2-8m+3)i(m∈R)对应的点在第一象限,求实数m的取值范围.
解 因为复数z对应的点在第一象限,
所以解得m<或m>.
所以实数m的取值范围为
∪.
课件33张PPT。7.1.2 复数的几何意义