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高考数学专题复习讲练测-专题六复数专题复习讲练2复数的应用.doc

发布:2017-04-05约4千字共5页下载文档
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§2 复数的应用   一、复习要点 ?复数的三角形式、复数及其运算的几何意义是数形结合的桥梁,是应用复数知识解题的主要结合点.在系统复习的基础上,本轮复习应把握以下几点:   1.《考试说明》对复数的应用没有提出特别要求,复习时只介绍一些简单应用,切忌随意拔高.   2.使学生在思想上明确:   (1)应用复数可以证明三角恒等式,求反三角函数的和;   (2)应用复数可以证明不等式;   (3)应用复数可以解决解析几何问题;   (4)应用复数可以证明平面几何问题.   3.熟练掌握并应用复平面内的:   (1)两点间的距离公式;   (2)过原点的射线、直线方程;   (3)线段垂直平分线的方程;   (4)圆的方程;   (5)椭圆的方程.   4.本节复习的重点应放在复数运算的几何意义及复数与三角、复数与几何的简单综合问题上.   二、例题讲解   例1 (1)已知复数z1=3-i,|z2|=2,则|z1+z2|的最大值是(  ).   A.-2   B.5   C.2+   D.2+2   (2)已知复数z满足|z-1|=|z-3|且arg(z-i)=π/4,则z等于________.   讲解:(1)本题的条件容易使我们联想到复数及运算的几何意义,首选数形结合的方法来解答.   在复平面中,方程|z2|=2的图形是以原点为圆心、半径为2的圆,而|z1+z2|=|z2-(-z1)|表示z2与-z1所对应的两点P2与P1间的距离,即线段P1P2的长,如图6-1所示.显然当P1P2经过原点时,线段P1P2最长,其值为2+.∴ 选C. 图6-1   本题亦可选用代数方法解答,把z2用三角式表示后,则关于复数模的条件最值问题便转化为三角函数的无条件最值问题.运用三角恒等变形方法和弦函数的值域性质即得结论.简解如下:   设z2=2(cosθ+isinθ)(0≤θ<2π),则  |z1+z2|2=|2cosθ+3+i(2sinθ+1)|2   =(2cosθ+3)2+(2sinθ+1)2   =14+4sin(θ+φ)   ≤14+4=(1+)2.   当sin(θ+φ)=1时,等号成立.   ∴ |z1+z2|的最大值为2+,选C. 图6-2   (2)显然用数形结合方法解答最为适宜.方程|z-1|=|z-3|的图形是复平面中以实数1和3所对应的点为端点的线段的垂直平分线;而方程arg(z-i)=(π/4)的图形,是复平面中以复数i所对应的点为端点,倾斜角为(π/4)的射线,如图6-2所示.故射线与垂直平分线的交点所对应的复数即为所求,即z=2+3i.   例2已知复数z1=cosα+isinα,z2=k(cosβ+isinβ),z3=(2-k)(cosγ+isinγ),且满足z1+z2+z3=0.问k为何值时,cos(β-γ)分别取最大值、最小值(0<k<2).   讲解:本例是复数与三角关系的问题,利用虚实转化思想,由z1+z2+z3=0,应用复数相等的充要条件,可转化为三角条件最值问题.则有   解法1.由z1+z2+z3=0,得 cosα+kcosβ+(2-k)cosγ=0, sinα+ksinβ+(2-k)sinγ=0 kcosβ+(2-k)cosγ=-cosα, ① ksinβ+(2-k)sinγ=-sinα. ②   ①2+②2,得 cos(β-γ)=(2k2-4k+3/2k(k-2))=1+[3/2k(k-2)].   若注意到复数的性质,可以考虑利用整体思想求解,则有   解法2.由z1+z2+z3=0,得 |z2+z3|=|z1|,   两边平方,得|z2+z3|2=|z1|2,  (z2+z3)(2+3)=1, 即|z2|2+|z3|2+z23+2z3=1.  注意到z23+2z3=2|z2|·|z3|cos(β-γ), 则k2+(2-k)2+2k(2-k)cos(β-γ)=1.   ∴ cos(β-γ)=(2k2-4k+3)/(2k2-4k). 若注意到复数及其运算的几何意义,则可以考虑利用数形结合的思想求解,从而有   解法3.∵ |z2-z3|2=2(|z2|2+|z3|2)-|z2+z3|2=2(|z2|2+|z3|2)-|z1|2,  而且注意到复平面内的余弦定理:   cos(β-γ)=(|z2|2+|z3|2-|z2-z3|2/2|z2|·|z3|),  ∴ cos(β-γ)=(2k2-4k+3)/(2k2-4k).  上面三种不同的解法是在三种不同的基本思想启迪下得到的.这正是灵活运用基本数学思想的具体体现,应予足够重视.   下面
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