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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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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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
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