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复数的基本概念与基本运算

 湖南衡阳县人 2017-08-14

一、《考试说明》中复数的考试内容

(1)数的概念的发展,复数的有关概念(实数、虚数、纯虚数、复数相等、共轭复数、模);

(2)复数的代数表示与向量表示;

(3)复数的加法与减法,复数的乘法与除法,复数的三角形式,复数三角形式的乘法与乘

方,复数三角形式的除法与开方;

(4)复数集中解实系数方程(包括一元二次方程、二项方程)。

二、考试要求

1)使学生了解扩充实数集的必要性,正确理解复数的有关概念.掌握复数的代数、几

何、三角表示及其转换;

2)掌握复数的运算法则,能正确地进行复数的运算,并理解复数运算的几何意义; 3)掌握在复数集中解实数系数一元二次方程和二项方程的方法. 4)通过内容的阐述,带综合性的例题和习题的训练,继续提高学生灵活运用数学知识

解题的能力.

5)通过数的概念的发展,复数、复平面内的点及位置向量三者之间的联系与转换的复

习教学,继续对学生进行辩证观点的教育.

三、学习目标

(1)联系实数的性质与运算等内容,加强对复数概念的认识;

?(2)理顺复数的三种表示形式及相互转换:z = r(cosθ+isinθ) , OZ(Z(a,b)) , z=a+bi

(3)正确区分复数的有关概念;

(4)掌握复数几何意义,注意复数与三角、解几等内容的综合; (5)正确掌握复数的运算:复数代数形式的加、减、乘、除;三角 实数集 形式的乘、除、乘方、开方及几何意义;虚数单位i1的立方虚根 纯虚数集 ω的性质;模及共轭复数的性质;

(6)掌握化归思想——将复数问题实数化(三角化、几何化);

(7)掌握方程思想——利用复数及其相等的有关充要条件,建立相应的方程,转化复数

问题。

四、本章知识结构与复习要点

1.知识体系表解

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2.复数的有关概念和性质:

(1)i称为虚数单位,规定2i,,1,形如a+bi的数称为复数,其中ab?R

(2)复数的分类(下面的ab均为实数)

(3)复数的相等设复数,那么的充要zz,zabizabiababR,,,,,,(,,,)121112221122

条件是: abab,,1122

(4)复数的几何表示复数z=a+biab?R)可用平面直角坐标系内点Z(ab)来表示.这时称此平面为复平面,x轴称为实轴,y轴除去原点称为虚轴.这样,全体复数集C与复平面上全体点集是一一对应的.

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复数z=a+bi.在复平面内还可以用以原点O为起点,以点Z(ab) abR,,,,

向量所成的集合也是一一对应的(例外的是复数0对应点O,看成零向量)

(7)复数与实数不同处

?任意两个实数可以比较大小,而任意两个复数中至少有一个不是实数时就不能比较

大小.

?实数对于四则运算是通行无阻的,但不是任何实数都可以开偶次方.而复数对四则

运算和开方均通行无阻.

3.有关计算:

?**n4krrkNrN,,,nN,ii,i怎样计算?(先求n4除所得的余数, ,,,,

1313?,,,i,,,,i1的两个虚立方根,并且: 122222

113322 ,,,,1,,,,,,,,,,12122121,,12

,,,,1 ,,,,,,121221

? 复数集内的三角形不等式是:z,z,z,z,zz,其中左边在复数121212

zz对应的向量共线且反向(同向)时取等号,右边在复数zz对应的向量共1212

线且同向(反向)时取等号。

nn? 棣莫佛定理是: ,,r(cos,isin,),r(cosn,isinn,)(n,Z)

? 若非零复数z,r(cos,isin,),则zn次方根有n个,即:

2k2k,,,,nz,r(cosisin)(k,012n,1) knn

它们在复平面内对应的点在分布上有什么特殊关系?

nrn

3

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,,z,2z,3(cosisin),z? ,复数zz对应的点分别是AB,则?1212133

1,AOBO为坐标原点)的面积是26sin,33 23

2? z= z,z

? 复平面内复数z对应的点的几个基本轨迹:

?轨迹为一条射线。 argz,,,(为实常数),

?轨迹为一条射线。 arg(zz,),,(z是复常数,,是实常数),00

?轨迹是一个圆。 z,z,r(r是正的常数),0

?轨迹是一条直线。 z,z,z,z(zz是复常数),1212

?轨迹有三种可能z,zz,z,2a(zz是复常数,a是正的常数),1212

情形:a)时,轨迹为椭圆;b)时,轨迹为一条线段;2a,z,z2a,z,z1212

c)时,轨迹不存在。 2a,z,z12

?z,z,z,z,2a(a是正的常数),轨迹有三种可能情形:a)12

2a,z,z时,轨迹为双曲线;b) 2a,z,z时,轨迹为两条射线;c) 1212

2a,z,z时,轨迹不存在。 12

五、高考命题规律分析

复数在过去几年里是代数的重要内容之一,涉及的知识面广,对能力要求较高,是高

考热点之一。但随着新教材对复数知识的淡化,高考试题比例下降,因此考生要把握好复

习的尺度。

从近几年的高考试题上看:复数部分考查的重点是基础知识题型和运算能力题型。基

础知识部分重点是复数的有关概念、复数的代数形式、三角形式、两复数相等的充要条件

及其应用,复平面内复数的几何表示及复向量的运算。主要考点为复数的模与辐角主值,

共轭复数的概念和应用。若只涉及到一、二个知识点的试题大都集中在选择题和填空题;

若涉及几个知识点的试题,往往是中、高档题目,解答此类问题一般要抓住相应的概念进

行正确的变换,对有些题目,往往用数形结合可获得简捷的解法。有关复数n次乘方、求

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辐角(主值)等问题,涉及到复数的三角形式,首先要将所给复数转化为三角形式后再进

行变换。

复数的运算是高考中复数部分的热点问题。主要考查复数的代数和三角形式的运算,

复数模及辐角主值的求解及复向量运算等问题。

基于上述情况,我们在学习“复数”一章内容时,要注意以下几点:

1)复数的概念几乎都是解题的手段。因此在学习复数时要在深入理解、熟练掌握复

数概念上下功夫。除去复数相等、模、辐角、共轭

复数的三角形式和代数式,提供了将“复数问题实数化”的手段。

复数的几何意义也是解题的一个重要手段。

2)对于涉及知识点多,与方程、三角、解析几何等知识综合运用的思想方法较多的

题型,以及复数本身的综合题,一直成为学生的难点,应掌握规律及典型题型的技巧解法,

并加以强化训练以突破此难点;

(3) 重视以下知识盲点:

?不能正确理解复数的几何意义,常常搞错向量旋转的方向;

?忽视方程的虚根成对出现的条件是实系数;

?盲目地将实数范围内数与形的一些结论,不加怀疑地引用到复数范围中来;

?容易混淆复数的有关概念,如纯虚数与虚数的区别问题,实轴与虚轴的交集问题,

复数辐角主值的范围问题等。

六、典型例题分析

?实数??虚数??纯虚数?

?复数z是实数的充要条件是:

?当m

,2时复数z为实数.

?复数z是虚数的充要条件:

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