3.2.2 复数代数形式的乘除运算
填一填
1.复数乘法的运算法则和运算律 (1)复数的乘法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R), 则z1·z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i. (2)复数乘法的运算律
对任意复数z1、 z2、z3∈C,有 交换律 z1·z2=z2·z1 结合律 (z1·z2)·z3=z1·(z2·z3) 乘法对加法的分配律 z1(z2+z3)=z1z2+z1z3 2.共轭复数 (1)如果两个复数满足实部相等,虚部互为相反数时,称这两个复数互为共轭复数.z为共轭复数用z表示,即z=a+bi(a,b∈R),则z=a-bi.
(2)复数与共轭复数的乘法性质 zz=(a+bi)(a-bi)=a2+b2.
3.复数的除法法则
设z1=a+bi,z2=c+di(c+di≠0), z1a+biac+bdbc-ad则==+i(c+di≠0). z2c+dic2+d2c2+d2
判一判 1.两个复数的积与商一定是虚数.(×) 2.两个共轭复数的和与积是实数.(√)
3.复数加减乘除的混合运算法则是先乘除,后加减.(√) 4.两个复数互为共轭复数是它们的模相等的必要条件.(×) 5.设z是复数,若z2≥0,则z是实数.(√)
26.若z1,z2∈C,且z21+z2=0,则z1=z2=0.(×)
7.两个复数相乘的结果可能为实数.(√) 8.两个共轭复数的差为纯虚数.(√)
想一想 1.怎样进行复数的乘法? 两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要把已得结果中的i2换成-1,并且把实部与虚部分别合并即可.
2.如何理解复数的乘除法运算法则?
复数的乘法可以把i看作字母,按多项式乘法的法则进行,注意要把i2化为-1,进行最后结果的化简.复数的除法先写成分式的形式,再把分母实数化(方法是分母与分子同时乘以分母的共轭复数,若分母是纯虚数,则只需同时乘以i).
3.共轭复数有哪些性质,这些性质有何作用?
(1)在复平面上,两个共轭复数对应的点关于实轴对称.
(2)实数的共轭复数是它本身,即z=z?z∈R,利用这个性质可证明一个复数为实数. (3)若z≠0且z+z=0,则z为纯虚数,利用这个性质,可证明一个复数为纯虚数. 4.复数形式的基本轨迹有哪些?
(1)|z-z1|=r表示复数z在复平面内对应的点的轨迹是以复数z1对应的点为圆心,r为半径的圆.
(2)|z-z1|=|z-z2|表示以复数z1,z2的对应点Z1,Z2为端点的线段的垂直平分线.
(3)|z-z1|+|z-z2|=2a(a>0),当2a>|Z1Z2|时,表示以复数z1,z2的对应点Z1,Z2为焦点的椭圆;当2a=|Z1Z2|时,表示以复数z1,z2对应点Z1,Z2为端点的线段;当2a<|Z1Z2|时,无轨迹.
(4)||z-z1|-|z-z2||=2a(a>0)当2a<|Z1Z2|时,表示以复数z1,z2的对应点Z1,Z2为焦点的双曲线;当2a=|Z1Z2|时,表示以复数z1,z2对应点Z1,Z2为端点的射线;当2a>|Z1Z2|时,无轨迹.
感悟体会
练一练 1.已知i2=-1,则i(1-3i)=( ) A.3-i B.3+i
C.-3-i D.-3+i
解析:i(1-3i)=i-3i2=3+i,故选B. 答案:B
2.已知复数z=2-i,则z·z的值为( ) A.5 B.5 C.3 D.3
解析:∵z=2-i,∴z=2+i,∴z·z=(2-i)·(2+i)=4-i2=5,故选A. 答案:A
23.已知i是虚数单位,若复数z满足z=,则z=( )
i-1
A.-1-i B.-1+i C.1-i D.1+i
2?i+1?2i+22
解析:z===2=-1-i,故选A.
i-1?i-1??i+1?i-1答案:A
a
4.已知a,b∈R,i是虚数单位.若(1+i)(1-bi)=a,则的值为________.
b
??1+b=a,
解析:由(1+i)(1-bi)=1-bi+i-bi=(1+b)+(1-b)i=a,得?解得
1-b=0,??
2
??a=2,a
∴=2. ?b
??b=1,
答案:2
知识点一 复数代数形式的乘法运算 1.设i是虚数单位,则复数(1-i)(1+2i)=( ) A.3+3i B.-1+3i C.3+i D.-1+i
解析:(1-i)(1+2i)=1+2i-i-2i2=3+i.故选C. 答案:C
2.设复数z=1+2i,则z2-2z等于( ) A.-3 B.3 C.-3i D.3i
解析:∵z=1+2i,∴z2-2z=(1+2i)2-2(1+2i)=1+22i+2i2-2-22i=-3,故选A.
答案:A
知识点二 共轭复数 3.若x-2+yi和3x-i互为共轭复数,则实数x=______,y=________. 解析:∵x-2+yi和3x-i互为共轭复数,x,y∈R,
???x-2=3x,?x=-1,∴?解得? ???y=1,?y=1,
答案:-1 1
4.设a,b为共轭复数,且(a+b)2-3abi=4-12i,求a,b的值. 解析:设a=x+yi(x,y∈R),则b=x-yi, ∴a+b=2x,ab=x2+y2, 又(a+b)2-3abi=4-12i, ∴4x2-3(x2+y2)i=4-12i, 由复数相等的性质知
2??4x=4,
?
2+y2?=-12,-3?x??
?????x=1,?x=1,?x=-1,?x=-1,解得?或?或?或?
?????y=3,?y=-3,?y=3,?y=-3.