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高中数学选修2-2学案5:3.1.2 复数的几何意义

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人教版高中数学选修2-2

3.1.2 复数的几何意义

教材新知

知识点 复数的几何意义 提出问题

平面直角坐标系内的点与有序实数对之间的关系是一一对应的,即平面直角坐标系内的任一点对应着一对有序实数;任一对有序实数,在平面直角坐标系内都有唯一的点与它对应. 问题1:复数z=a+bi(a,b∈R)与有序实数对(a,b)有怎样的对应关系?

问题2:有序实数对与直角坐标平面内的点有怎样的对应关系?

问题3:复数集与平面直角坐标系中的点集之间能一一对应吗? 导入新知 1.复平面

建立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 ,实轴上的点都表示 ;除 外,虚轴上的点都表示 纯虚数.

2.复数的几何意义

?对应平面向量内的点 ; (1)复数z=a+bi(a,b∈R)????uuur?平面向量OZ=(a,b). (2)复数z=a+bi(a,b∈R) ????一一对应一一对应3.复数的模

uuuruuur复数z=a+bi(a,b∈R)对应的向量为OZ,则OZ的模叫做复数z的模,记作|z|或|a+bi|,

且|z|=a2+b2. 化解疑难

探究复数的几何意义

根据复数与复平面内的点一一对应,复数与向量一一对应,可知复数z=a+bi、复平面内的

uuur点Z(a,b)和平面向量OZ之间的关系可用如下图表示:

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注意:复数z=a+bi(a,b∈R)对应点的坐标不是(a,bi),而是(a,b),做题时要注意这一点. 常考题型

题型一 复数与复平面内点的一一对应

例1 实数x取什么值时,复平面内表示复数z=x2+x-6+(x2-2x-15)i的点Z: (1)位于第三象限? (2)位于第四象限?

(3)位于直线x-y-3=0上? 类题通法

探究复数z对应复平面内的点的位置

如果Z是复平面内表示复数z=a+bi(a,b∈R)的点,则

(1)当a>0,b>0时,点Z位于第一象限;当a<0,b>0时,点Z位于第二象限;当a<0,b<0时,点Z位于第三象限;当a>0,b<0时,点Z位于第四象限. (2)当a=0时,点Z在虚轴上;当b=0时,点Z在实轴上.

(3)当b>0时,点Z位于实轴上面的半平面内;当b<0时,点Z位于实轴下面的半平面内. 活学活用

1.在复平面内,若复数z=(m2-m-2)+(m2-3m+2)i(m∈R)的对应点: (1)在虚轴上,求复数z; (2)在实轴负半轴上,求复数z.

题型二 复数与平面向量的一一对应

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人教版高中数学选修2-2

uuuruuur例2 (1)已知平面直角坐标系中O是原点,向量OA,OB对应的复数分别为2-3i,-3

uuur+2i,那么向量BA对应的复数是( )

A.-5+5i C.5+5i

B.5-5i D.-5-5i

(2)在复平面内,A,B,C三点对应的复数分别为1,2+i,-1+2i.

ruuuruuuruuu①求向量AB,AC,BC对应的复数;

②判定△ABC的形状. 类题通法

复数与平面向量的对应关系

(1)根据复数与平面向量的对应关系,可知当平面向量的起点在原点时,向量的终点对应的复数即为向量对应的复数.反之复数对应的点确定后,从原点引出的指向该点的有向线段,即为复数对应的向量.

(2)解决复数与平面向量一一对应的题目时,一般以复数与复平面内的点一一对应为工具,实现复数、复平面内的点、向量之间的转化. 活学活用

2.在复平面内,O是原点,向量OA―→对应的复数为2+i.

(1)如果点A关于实轴的对称点为点B,求向量OB―→对应的复数; (2)如果(1)中的点B关于虚轴的对称点为点C,求点C对应的复数.

题型三 复数模的计算

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例3 求复数z1=6+8i及z2=--2i的模,并比较它们的模的大小.

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3

人教版高中数学选修2-2 类题通法

复数模的计算方法

计算复数的模时,应先找出复数的实部和虚部,然后再利用模的公式进行计算,两个虚数不能比较大小,但它们的模可以比较大小. 活学活用

3.已知复数z=3+ai,且|z|<4,求实数a的取值范围.

随堂即时演练

1.实部为-2,虚部为1的复数所对应的点位于复平面的( ) A.第一象限 C.第三象限

B.第二象限 D.第四象限

2.在复平面内,复数z=(a2-2a)+(a2-a-2)i对应的点在虚轴上,则( ) A.a=0或a=2 C.a≠1且a≠2

B.a=0

D.a≠1或a≠2

3.若复数z1=3-5i,z2=1-i,z3=-2+ai在复平面内所对应的点在同一条直线上,则实数a=________.

4.已知3-4i=x+yi(x,y∈R),则|1-5i|,|x-yi|,|y+2i|的大小关系为________.

uuuuruuuuruuuur1313

5.在复平面内画出复数z1=+i,z2=-1,z3=-i对应的向量OZ1,OZ2,OZ3,

2222

并求出各复数的模,同时判断各复数对应的点在复平面上的位置关系.

——★ 参 考 答 案 ★——

问题1:[答案]一一对应. 问题2:[答案]一一对应.

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人教版高中数学选修2-2

问题3:[答案]由问题1、问题2可知能一一对应. 导入新知

1. 虚轴 实数 原点 2. (1)Z(a,b)

例1 解:因为x是实数,所以x2+x-6,x2-2x-15也是实数.(1)当实数x满足

?x2+x-6<0,??即-3<x<2时,点Z位于第三象限. 2-2x-15<0,?x?

2??x+x-6>0,(2)当实数x满足?2

?x-2x-15<0,?

即2<x<5时,点Z位于第四象限.

(3)当实数x满足(x2+x-6)-(x2-2x-15)-3=0, 即3x+6=0,x=-2时,点Z位于直线x-y-3=0上. 活学活用

1.解:(1)若复数z对应点在虚轴上, 则m2-m-2=0,所以m=-1,或m=2, 此时,z=6i或z=0.

(2)若复数z对应点在实轴负半轴上,

2??m-m-2<0,

则?2 ??m-3m+2=0,

解得m=1,所以z=-2.

题型二 复数与平面向量的一一对应 例2 (1) [答案]B

uuuruuuruuurOB对应的复数分别为2-3i,[解析]向量OA,-3+2i,根据复数的几何意义,可得向量OAuuur=(2,-3),OB=(-3,2).

ruuuruuuruuu由向量减法的坐标运算可得向量BA=OA-OB=(2+3,-3-2)=(5,-5),根据复数与

uuur复平面内的点一一对应,可得向量BA对应的复数是5-5i.

(2)解:①由复数的几何意义知:

uuuruuuruuurOA=(1,0),OB=(2,1),OC=(-1,2),

ruuuruuuruuu∴AB=OB-OA=(1,1), uuuruuuruuurAC=OC-OA=(-2,2), uuuruuuruuurBC=OC-OB=(-3,1),

ruuuruuuruuu∴AB,AC,BC对应的复数分别为1+i,-2+2i,-3+i.

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高中数学选修2-2学案5:3.1.2 复数的几何意义

人教版高中数学选修2-23.1.2复数的几何意义教材新知知识点复数的几何意义提出问题平面直角坐标系内的点与有序实数对之间的关系是一一对应的,即平面直角坐标系内的任一点对应着一对有序实数;任一对有序实数,在平面直角坐标系内都有唯一的点与它对应.问题1:复数z=a+bi(a,b∈R)与有序实数对(a,b)有怎样的对应关系?
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