《步步高 学案导学设计》2013-2014学年高中数学苏教版选修1-2【备课资源】第三章复数的扩充与 章末复习课.ppt
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复数加、减、乘、除运算的实质是实数的加减乘除,加减法是对应实、虚部相加减,而乘法类比多项式乘法,除法类比根式的分子分母有理化,只要注意i2=-1.
在运算的过程中常用来降幂的公式有
(1)i的乘方:i4k=1,i4k+1=i,i4k+2=-1,i4k+3=-i(k∈Z);
(2)(1±i)2=±2i;
(3)作复数除法运算时,有如下技巧:
===i,利用此结论可使一些特殊的计算过程简化.
题型一 分类讨论思想的应用
例1 实数k为何值时,复数(1+i)k2-(3+5i)k-2(2+3i)满足下列条件?
(1)是实数;
(2)是虚数;
(3)是纯虚数.
(1)当k2-5k-6=0,即k=6或k=-1时,该复数为实数.
跟踪训练1 (1)若复数(a2-a-2)+(|a-1|-1)i(a∈R)不是纯虚数,则a的范围为________.
(2)实数x取什么值时,复数z=(x2+x-6)+(x2-2x-15)i是:①实数;②虚数;③纯虚数;④零.
题型二 数形结合思想的应用
例2 已知等腰梯形OABC的顶点A、B在复平面上对应的复数分别为1+2i,-2+6i,OA∥BC.求顶点C所对应的复数z.
解得或.
跟踪训练2 已知复数z1=i(1-i)3.
(1)求|z1|;
(2)若|z|=1,求|z-z1|的最大值.
题型三 转化与化归思想的应用
例3 已知z是复数,z+2i,均为实数,且(z+ai)2的对应点在第一象限,求实数a的取值范围.
又∵(z+ai)2=(4-2i+ai)2=(12+4a-a2)+8(a-2)i在第一象限.
跟踪训练3 已知x,y为共轭复数,且(x+y)2-3xyi=4-6i,求x,y.
∴或或或
例4 计算:
(1)(1-i)(-+i)(1+i);
(2)+()2 006.
=-1+i.
跟踪训练4 计算:+-.
解 (1+i)k2-(3+5i)k-2(2+3i)=(k2-3k-4)+(k2-5k-6)i.
(2)当k2-5k-6≠0,即k≠6且k≠-1时,该复数为虚数.
(3)当即k=4时,该复数为纯虚数.
小结 当复数的实部与虚部含有字母时,利用复数的有关概念进行分类讨论.分别确定什么情况下是实数、虚数、纯虚数.当x+yi没有说明x,y∈R时,也要分情况讨论.
解析 若一个复数不是纯虚数,则该复数是一个虚数或是一个实数.当a2-a-2≠0时,已知的复数一定不是纯虚数,解得a≠-1且a≠2;当a2-a-2=0且|a-1|-1=0时,已知的复数也不是一个纯虚数,解得a=2.综上所述,当a≠-1时,已知的复数不是一个纯虚数.
解 ①当x2-2x-15=0,即x=-3或x=5时,复数z为实数;
②当x2-2x-15≠0,即x≠-3且x≠5时,复数z为虚数;
③当x2+x-6=0且x2-2x-15≠0,即x=2时,复数z是纯虚数;
④当x2+x-6=0且x2-2x-15=0,即x=-3时,复数z为零.
解 设z=x+yi,x,y∈R,如图.
∵OA∥BC,|OC|=|BA|,
∴kOA=kBC,|zC|=|zB-zA|,
即
∵|OA|≠|BC|,
∴x2=-3,y2=4(舍去),
故z=-5.
小结 数形结合既是一种重要的数学思想,又是一种常用的数学方法.本章中,复数本身的几何意义、复数的模以及复数加减法的几何意义都是数形结合思想的体现.它们得以相互转化.涉及的主要问题有复数在复平面内对应点的位置、复数运算及模的最值问题等.
解 (1)|z1|=|i(1-i)3|=|i|·|1-i|3=2.
(2)如图所示,由|z|=1可知,z在复平面内对应的点的轨迹是半径为1,圆心为O(0,0)的圆,而z1对应着坐标系中的点Z1(2,-2).所以|z-z1|的最大值可以看成是点Z1(2,-2)到圆上的点的距离的最大值.由图知|z-z1|max=|z1|+r(r为圆半径)=2+1.
解 设z=x+yi(x,y∈R),
则z+2i=x+(y+2)i为实数,
∴y=-2.
又==(x-2i)(2+i)
=(2x+2)+(x-4)i为实数,
∴x=4.∴z=4-2i,
∴,解得2a6.
∴
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