(共77张PPT)
3.1 数系的扩充和复数的概念
3.1.2 复数的几何意义
1.虚数单位i的基本特征是什么?
(1)i2=-1;
(2)i可以与实数进行四则运算,且原
有的加、乘运算律仍然成立.
复习巩固
虚数单位i的引入解决了负数不能
开平方的矛盾,并将实数集扩充到了
复数集。
2.复数的一般形式是什么?复数相等的充要条件是什么?
a+bi(a,b∈R);
实部和虚部分别相等.
复习巩固
3.实数、虚数、纯虚数的含义分别如何?
设z=a+bi(a,b∈R).
当b=0时z为实数;
复习巩固
当b≠0时,z为虚数;
当a=0且b≠0时,z为纯虚数.
4.复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系如何?
复数
实数
虚数
纯虚数
复习巩固
5.实数与数轴上的点一一对应,从而实数可以用数轴上的点来表示,这是实数的几何意义,根据类比推理,复数也应有它的几何意义.因此,探究复数的几何意义就成为一个新的学习内容.
提出问题
1、在什么条件下,复数z惟一确定?
给出复数z的实部和虚部
2、设复数z=a+bi(a,b∈R),以 z的实部和虚部组成一个有序实数对(a,b),那么复数z与有序实数对(a,b)之间是一个怎样的对应关系?
一一对应
问题探究
3、有序实数对(a,b)的几何意义是什么?复数z=a+bi(a,b∈R)可以用什么几何量来表示?
复数z=a+bi(a,b∈R)可以用直角坐标系中的点Z(a,b)来表示.
x
y
O
a
b
Z:a+bi
问题探究
(a,b)
用直角坐标系来表示复数的坐标平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.
形成结论
一般地,实轴上的点,虚轴上的点,各象限内的点分别表示什么样的数?
x
y
O
a
b
Z:a+bi
各象限内的点表示虚部不为零的虚数.
形成结论
实轴上的点表示实数;
虚轴上的点除原点外都表示纯虚数,
1、用有向线段表示平面向量,向量的大小和方向由什么要素所确定?
有向线段的始点和终点.
2、用坐标表示平面向量,如何根据向量的坐标画出表示向量的有向线段?
以原点为始点,向量的坐标对应的点为终点画有向线段.
x
y
O
(a,b)
问题探究
3、在复平面内,复数z=a+bi(a,b∈R)用向量如何表示?
x
y
O
a
b
Z:a+bi
以原点O为始点,点Z(a,b)为终点的向量 .
问题探究
4、复数z=a+bi(a,b∈R)可以用向量 表示,向量 的模叫做复数z的模,记作|z|或|a+bi|,那么|a+bi|的计算公式是什么?
x
y
O
a
b
Z:a+bi
问题探究
5、设向量a,b分别表示复数z1,z2, 若a=b,则复数z1与z2的关系如何?
规定:相等的向量表示同一个复数.
6、若|z|=1,|z|<1,则复数z对应复平面内的点的轨迹分别是什么?
单位圆,单位圆内部.
问题探究
例1 已知复数
对应的点在直线x-2y+1=0上,求实数m
的值.
典例讲评
例2 若复平面内一个正方形的三个顶点对应的复数分别为z1=1+2i,z2=-2+i,z3=-1-2i,求这个正方形第四个顶点对应的复数.
x
y
O
Z1
Z2
Z3
Z4
z4=2-i
典例讲评
例3 设复数 ,
若|z|≥5,求x的取值范围.
典例讲评
1.复数集C和复平面内所有的点所成的集合是一一对应的,即
复数z=a+bi 复平面内的点 Z(a,b)
一一对应
2.复数集C与复平面内的向量所成的集合也是一一对应的,即
复数z=a+bi 复平面内的向量
一一对应
课堂小结
3.复数z=a+bi与复平面内的点 Z(a,b)和向量 是一个三角对应关系,即
复数z=a+bi
点Z(a,b)
向量
课堂小结
3.2 复数代数形式的四则运算
3.2.1 复数代数形式的加、减 运算及其几何意义
复习巩固
1.复数的代数形式是什么?在什么条件下,复数z为实数、虚数、纯虚数?
代数形式:z=a+bi(a,b∈R).
当b=0时z为实数;
当b≠0时,z为虚数;
当a=0且b≠0时,z为纯虚数.
2.复数z=a+bi(a,b∈R)对应复平面内的点Z的坐标是什么?复数z可以用复平面内哪个向量来表示?
对应点Z(a,b),
用向量 表示.
x
y
O
Z(a,b)
提出问题
3.两个实数可以进行加、减运算,两个向量也可以进行加、减运算,根据类比推理,两个复数也可以进行加、减运算,我们需要研究的问题是,复数的加、减运算法则是什么?
提出问题
问题探究
1、设向量m=(a,b),n=(c,d),则向量m+n的坐标是什么?
m+n=(a+c,b+d)
2、设向量 , 分别表示复数z1,z2,那么向量 表示的复数应该是什么?
z1+z2
问题探究
3、设复数z1=a+bi,z2=c+di对应的向量分别为 , ,那么向量 , 的坐标分别是什么?
=(a,b),
=(c,d),
=(a+c,b+d).
问题探究
4、设复数z1=a+bi,z2=c+di,则复数z1+z2等于什么?
z1+z2=(a+c)+(b+d)i.
问题探究
5、(a+bi)+(c+di)=(a+c)+ (b+d)i就是复数的加法法则,如何用文字语言表述这个法则的数学意义?
两个复数的和仍是一个复数. 两个复数的和的实部等于这两个复数的实部之和,两个复数的和的虚部等于这两个复数的虚部之和.
问题探究
6、两个实数的和仍是一个实数,两个复数的和仍是一个复数,两个虚数的和仍是一个虚数吗?
不一定.
问题探究
7、复数的加法法则满足交换律和结合律吗?
z1+z2=z2+z1,
(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
问题探究
8、规定:复数的减法是加法的逆运算,若复数z=z1-z2,则复数z1等于什么?
z1=z+z2
9、设复数z1=a+bi,z2=c+di,z=x+yi,代人z1=z+z2,由复数相等的充要条件得x,y分别等于什么?
x=a-c,y=b-d.
问题探究
10、根据上述分析,设复数z1=a+bi,z2=c+di,则z1-z2等于什么?
z1-z2=(a-c)+(b-d)i
问题探究
复数的减法法则:
2、两个复数的差仍是一个复数. 两个复数的差的实部等于这两个复数的实部之差,两个复数的差的虚部等于这两个复数的虚部之差.
形成结论
1、(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i
1、设复数z1=a+bi,z2=c+di对应的向量分别为 , ,则复数z1-z2对应的向量是什么?|z1-z2|的几何意义是什么?
|z1-z2|的几何意义表示复数z1,z2对应复平面内的点之间的距离.
x
y
O
Z1
Z2
问题探究
2、设a,b,r为实常数,且r>0,则满足|z-(a+bi)|=r的复数z对应复平面上的点的轨迹是什么?
以点(a,b)为圆心,r为半径的圆.
x
y
O
r
Z
Z0
问题探究
3、满足|z-(a+bi)|=|z-(c+di)|的复数z对应复平面上的点的轨迹是什么?
x
y
O
Z2
Z1
Z
点(a,b)与点(c,d)的连线段的垂直平分线.
问题探究
4、设a为非零实数,则满足|z-a|=|z+a|,|z-ai|=|z+ai|的复数z分别具有什么特征?
若|z-a|=|z+a|,则z为纯虚数或零;
若|z-ai|=|z+ai|,则z为实数.
问题探究
例1 计算(5-6i)+(-2-i)-(3+4i).
-11i
例2 如图,在矩形OABC中,|OA|=2|OC|点A对应的复数为 ,求点B和向量 对应的复数.
x
y
O
C
B
A
典例讲评
1.复数的加、减运算法则表明,若干个复数的代数和仍是一个复数,复数的和差运算可转化为复数的实部、虚部的和差运算.
2.在几何背景下求点或向量对应的复数,即求点或向量的坐标,有关复数模的问题,根据其几何意义,有时可转化为距离问题处理.
课堂小结
3. 在实际应用中,既可以将复数的运算转化为向量运算,也可以将向量的运算转化为复数运算,二者对立统一.
课堂小结
P109练习:1,2.
P112习题3.2A组:2,3.
布置作业
3.2 复数代数形式的四则运算
3.2.2 复数代数形式的乘除运算
1.设复数z1=a+bi,z2=c+di,则 z1+z2,z1-z2分别等于什么?
z1+z2=(a+c)+(b+d)i.
z1-z2=(a-c)+(b-d)i
2.设z1,z2为复数,则|z1-z2|的几何意义是什么?
复数z1,z2对应复平面内的点之间的距离.
复习巩固
1、设a,b,c,d∈R, 则(a+b)(c+d)怎样展开?
(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd
问题探究
1、设复数z1=a+bi,z2=c+di,其中a,b,c,d∈R,则 z1z2=(a+bi)(c+di),按照上述运算法则将其展开,z1z2等于什么?
z1z2=(ac-bd)+(ad+bc)i.
形成结论
2、(a+bi)2=a2-b2+2abi.
1、复数的乘法是否满足交换律、结合律和对加法的分配律?
z1·z2=z2·z1,
(z1·z2)·z3=z1·(z2·z3),
z1(z2+z3)=z1z2+z1z3.
问题探究
2、对于复数z1,z2,|z1·z2|与|z1|·|z2|相等吗?
|z1·z2|=|z1|·|z2|
问题探究
实部相等,虚部互为相反数的两个复数叫做互为共轭复数.
3、在实数中, 与 互称为有理化因式,在复数中,a+bi 与a-bi互称为共轭复数,一般地,共 轭复数的定义是什么?
问题探究
4、复数z的共轭复数记作 ,虚部不为零的两个共轭复数也叫做共轭虚数,那么z与 在复平面内所对应的点的位置关系如何? 等于什么?
x
y
O
Z
关于实轴对称
问题探究
5、若复数z1=z2·z,则称复数z为复数z1除以z2所得的商,即z=z1÷z2. 一般地,设复数z1=a+bi,z2=c+di(c+di≠0),如何求z1÷z2?
问题探究
6、
就是复数的除法法则,并且两个复数相除(除数不为0),所得的商还是一个 复数,那么如何计算 ?
问题探究
7、怎样理解 ?
问题探究
例1 设z=(1+2i)÷(3-4i)×(1+i)2求 .
例2 设复数 ,若z为纯虚
数,求实数m的值.
m=-3
典例讲评
1.复数的乘法法则类似于两个多项式相乘,展开后要把i2换成-1,并将实部与虚部分别合并.若求几个复数的连乘积,则可利用交换律和结合律每次两两相乘.
课堂小结
2.复数的除法法则类似于两个根式的除法运算,一般先将除法运算式写成分式,再将分子分母同乘以分母的共轭复数,使分母化为实数,分子按乘法法则运算.
课堂小结
3.对复数的乘法、除法运算要求掌握它们的算法,不要求记忆运算公式,对复数式的运算结果,一般要化为代数式.
课堂小结
P111练习:1,2,3.
布置作业
复数的概念与运算题型分析
第一课时
题型一:复数的混合运算
例1 计算:
-17-3i
例2 设复数z=1-i,求
的值.
1-i
题型二:复数的变式运算
例3 已知复数z满足 ,
求 的值.
i
例4 已知复数z满足 ,
求 的值.
-1
题型三:求满足某条件的复数值
例5 已知复数z满足 为纯虚数,
且 ,求z的值.
例6 已知复数z满足
,求z的值.
题型三:求满足某条件的复数值
例7 已知复数z满足|z-2|=2,且
,求z的值.
z=4或 .
题型三:求满足某条件的复数值
P112习题3.2A组:4,5. P116复习参考题A组:2,3.
复数的概念与运算题型分析
第二课时
题型四:求复数式中的实参数值
例8 已知复数z=1+i,若
,求实数a,b的值.
a=-1,b=2.
题型四:证明复数的有关性质
例9 求证:复数z为纯虚数的充要条件是z2<0.
题型四:证明复数的有关性质
例10 已知复数z满足|z|=1,求证:
.
例11 已知复数z1,z2满足z1·z2=0,求证:z1=0或z2=0.
题型五:求复数式中的实参数值
例12 已知复数z满足|z|=1,且
,求m的值.
题型六:复数的几何意义及其应用
例13 已知复数z满足
,求复数z对应复平面内的点P的轨迹.
以点(1,0)为圆心,2为半径的圆.
例14 已知复数z满足:
,求|z+i|的取值
范围.
[1,3]
题型六:复数的几何意义及其应用
例15 设复数z1,z2,z3分别对应复平面内的点A,B,C,若z1+z2+z3=0,且|z1|=|z2|=|z3|=1,求证:△ABC为正三角形.
题型六:复数的几何意义及其应用
P112习题3.2A组:6.
P116复习参考题B组:1,2,3.
P105练习:1.
P106习题3.1A组:4,5,6.
布置作业