2019年高中數(shù)學(xué) 第5章 數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù) 5.1-5.2 解方程與數(shù)系的擴(kuò)充 復(fù)數(shù)的概念講義（含解析）湘教版選修2-2.doc

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5．1 & 5.2解方程與數(shù)系的擴(kuò)充 復(fù)數(shù)的概念 [讀教材填要點(diǎn)] 1．復(fù)數(shù)的概念 (1)虛數(shù)單位：規(guī)定一個符號i代表一個數(shù)，滿足條件i2＝－1，稱這個i為虛數(shù)單位． (2)復(fù)數(shù)的定義：形如a＋bi(其中a，b是實(shí)數(shù))的數(shù)稱為復(fù)數(shù)，記作z＝a＋bi，其中a 稱為復(fù)數(shù)a＋bi的實(shí)部，記作Re_z，b稱為a＋bi的虛部，記作Im_z. 2．復(fù)數(shù)的分類 (1)復(fù)數(shù)a＋bi(a，b∈R) (2)集合表示： 3．復(fù)數(shù)相等的充要條件 設(shè)a，b，c，d都是實(shí)數(shù)，那么a＋bi＝c＋di?a＝c且b＝d. [小問題大思維] 1．復(fù)數(shù)m＋ni的實(shí)部、虛部一定是m，n嗎？ 提示：不一定．只有當(dāng)m∈R，n∈R時，m，n才是該復(fù)數(shù)的實(shí)部、虛部． 2．兩個復(fù)數(shù)能比較大小嗎？若a＋bi>0，則a，b滿足什么條件？ 提示：對于復(fù)數(shù)z＝a＋bi(a，b∈R)． 當(dāng)b＝0時，能比較大小， 當(dāng)b≠0時，不能比較大小． 即兩個不全是實(shí)數(shù)的復(fù)數(shù)不能比較大?。? 若a＋bi>0，則b＝0，a>0. 3．a(chǎn)＝0是復(fù)數(shù)z＝a＋bi為純虛數(shù)的充分條件嗎？ 提示：因?yàn)楫?dāng)a＝0且b≠0時，z＝a＋bi才是純虛數(shù)，所以a＝0是復(fù)數(shù)z＝a＋bi為純虛數(shù)的必要不充分條件． 復(fù)數(shù)的分類 (1)給出下列三個命題：①若z∈C，則z2≥0；②2i－1的虛部是2i；③2i的實(shí)部是0.其中真命題的個數(shù)為(　　) A．0　　　 　B．1　　　 C．2　　　　 D．3 (2)當(dāng)m為何實(shí)數(shù)時，復(fù)數(shù)z＝＋(m2－2m－15)i. ①是虛數(shù)；②是純虛數(shù)． [自主解答]　(1)選B　對于①，當(dāng)z∈R時，z2≥0成立，否則不成立，如z＝i，z2＝ －1<0，所以①為假命題； 對于②，2i－1＝－1＋2i，其虛部是2，不是2i，②為假命題； 對于③，2i＝0＋2i，其實(shí)部是0，③為真命題．故選B. (2)①當(dāng)即m≠5且m≠－3時，z是虛數(shù)． ②當(dāng)即m＝3或m＝－2時，z是純虛數(shù)． 利用復(fù)數(shù)的代數(shù)形式對復(fù)數(shù)分類時，關(guān)鍵是根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)列出實(shí)部、虛部應(yīng)滿足的關(guān)系式(等式或不等式(組))，求解參數(shù)時，注意考慮問題要全面． 1．設(shè)復(fù)數(shù)z＝lg(m2－2m－2)＋(m2－m－6)i，當(dāng)m為何值時， (1)z是實(shí)數(shù)？(2)z是純虛數(shù)？ 解：(1)要使復(fù)數(shù)z為實(shí)數(shù)，需滿足 解得m＝3或－2.即當(dāng)m＝3或－2時，z是實(shí)數(shù)． (2)要使復(fù)數(shù)z為純虛數(shù)，需滿足 解得m＝－1.即當(dāng)m＝－1時，z是純虛數(shù)． 復(fù)數(shù)相等的充要條件 求使等式(2x－1)＋i＝y(tǒng)－(3－y)i成立的實(shí)數(shù)x，y的值． [自主解答]　由復(fù)數(shù)相等的充要條件得 解得 若將等式換為“(2x－1)＋i＝(3－y)i”呢？ 解：由復(fù)數(shù)相等的充要條件得 解得 解決復(fù)數(shù)相等問題的步驟 (1)等號兩側(cè)都寫成復(fù)數(shù)的代數(shù)形式； (2)根據(jù)兩個復(fù)數(shù)相等的充要條件列出方程(組)； (3)解方程(組)． 2．已知x2－y2＋2xyi＝2i，求實(shí)數(shù)x，y的值． 解：∵x2－y2＋2xyi＝2i， ∴ 解得或 已知M＝{1，(m2－2m)＋(m2＋m－2)i}，P＝{－1,1,4i}，若M∪P＝P，求實(shí)數(shù)m的值． [巧思]　M∪P＝P，則M?P. 故(m2－2m)＋(m2＋m－2)i＝－1或(m2－2m)＋(m2＋m－2)i＝4i. [妙解]　∵M(jìn)∪P＝P，∴M?P. 又∵M(jìn)＝{1，(m2－2m)＋(m2＋m－2)i}，P＝{ －1,1,4i}． ∴(m2－2m)＋(m2＋m－2)i＝－1. 或(m2－2m)＋(m2＋m－2)i＝4i， 即或 解得m＝1或m＝2. 即實(shí)數(shù)m的值為1或2. 1．若復(fù)數(shù)2－bi(b∈R)的實(shí)部與虛部互為相反數(shù)，則b的值為(　　) A．－2　　　　　　　　 B． C．－ D．2 解析：復(fù)數(shù)2－bi的實(shí)部為2，虛部為－b， 由題意知2＝－(－b)，所以b＝2. 答案：D 2．若a，b∈R，i是虛數(shù)單位，a＋2 018i＝2－bi，則a2＋bi＝(　　) A．2 018＋2i B．2 018＋4i C．2＋2 018i D．4－2 018i 解析：因?yàn)閍＋2 018i＝2－bi， 所以a＝2，－b＝2 018，即a＝2，b＝－2 018， 所以a2＋bi＝4－2 018i. 答案：D 3．若復(fù)數(shù)z＝m2－1＋(m2－m－2)i為實(shí)數(shù)，則實(shí)數(shù)m的值為(　　) A．－1 B．2 C．1 D．－1或2 解析：∵復(fù)數(shù)z＝m2－1＋(m2－m－2)i為實(shí)數(shù)， ∴m2－m－2＝0，解得m＝－1或m＝2. 答案：D 4．復(fù)數(shù)(1＋)i的實(shí)部為________． 解析：復(fù)數(shù)(1＋)i＝0＋(1＋)i. ∴實(shí)部為0. 答案：0 5．已知z1＝m2－3m＋mi，z2＝4＋(5m＋4)i，其中m∈R，i為虛數(shù)單位，若z1＝z2，則m的值為________． 解析：由題意得m2－3m＋mi＝4＋(5m＋4)i， 從而解得m＝－1. 答案：－1 6．實(shí)數(shù)m為何值時，復(fù)數(shù)z＝lg(m2＋2m＋1)＋(m2＋3m＋2)i是：(1)實(shí)數(shù)？(2)虛數(shù)？ (3)純虛數(shù)？ 解：(1)若z為實(shí)數(shù)，則 即 解得m＝－2. ∴當(dāng)m＝－2時，z為實(shí)數(shù)． (2)若z是虛數(shù)， 則 即 解得m≠－2且m≠－1. ∴當(dāng)m≠－2且m≠－1時，z為虛數(shù)． (3)若z為純虛數(shù)，則 即 即 解得m＝0. ∴當(dāng)m＝0時，復(fù)數(shù)z為純虛數(shù)． 一、選擇題 1．下列各數(shù)中，純虛數(shù)的個數(shù)是(　　) 3＋ ，i, 0i , 3i＋8，i(2＋)，0.618 A．0　　　　　　　　　　 　B．1 C．2 D．3 解析：根據(jù)純虛數(shù)的定義知，i，i(2＋)是純虛數(shù)． 答案：C 2．若復(fù)數(shù)a＋2i的實(shí)部和復(fù)數(shù)2＋(a2－a－3)i的虛部相等，則實(shí)數(shù)a的值為(　　) A．3 B．－1 C．3或－1 D．－3或1 解析：根據(jù)題意有a2－a－3＝a，即a2－2a－3＝0， 解得a＝3或a＝－1. 答案：C 3．若(x＋y)i＝x－1(x，y∈R)，則2x＋y的值為(　　) A.　　　　　　　　 　B．2 C．0 D．1 解析：由復(fù)數(shù)相等的充要條件知， 解得∴x＋y＝0. ∴2x＋y＝20＝1. 答案：D 4．已知M＝{1,2，m2－3m－1＋(m2－5m－6)i}，N＝{－1,3}，M∩N＝{3}，則實(shí)數(shù)m的值為(　　) A．－1或6 B．－1或4 C．－1 D．4 解析：由M∩N＝{3}，知 m2－3m－1＋(m2－5m－6)i＝3， ∴ 解得m＝－1. 答案：C 二、填空題 5．已知z1＝－4a＋1＋(2a2＋3a)i，z2＝2a＋(a2＋a)i，其中a∈R，z1>z2，則a的值為________． 解析：由z1>z2， 得 即 解得a＝0. 答案：0 6．若log2(m2－3m－3)＋ilog2(m－2)為純虛數(shù)，則實(shí)數(shù)m＝________. 解析：因?yàn)閘og2(m2－3m－3)＋ilog2(m－2)為純虛數(shù)， 所以所以m＝4. 答案：4 7．設(shè)a，b∈R，若(a＋b)＋i＝－10＋abi(i為虛數(shù)單位)，則(－)2＝________. 解析：∵(a＋b)＋i＝－10＋abi，且a，b∈R， ∴ ∴(－)2＝a＋b－2＝－10－2＝－12. 答案：－12 8．如果(m2－1)＋(m2－2m)i＞1則實(shí)數(shù)m的值為______． 解析：由題意得解得m＝2. 答案：2 三、解答題 9．已知復(fù)數(shù)z＝＋(a2－5a－6)i(a∈R)．實(shí)數(shù)a取什么值時，z是(1)實(shí)數(shù)？ (2)虛數(shù)？(3)純虛數(shù)？ 解：(1)當(dāng)z為實(shí)數(shù)時， 有 所以 所以當(dāng)a＝6時，z為實(shí)數(shù)． (2)當(dāng)z為虛數(shù)時， 有 所以即a≠1且a≠6. 所以當(dāng)a∈(－∞，－1)∪(－1,1)∪(1,6)∪(6，＋∞)時，z為虛數(shù)． (3)當(dāng)z為純虛數(shù)時，有 所以 所以不存在實(shí)數(shù)a使得z為純虛數(shù)． 10．已知復(fù)數(shù)z1＝4－m2＋(m－2)i，z2＝λ＋2sin θ＋(cos θ－2)i(其中i是虛數(shù)單位，m，λ，θ∈R)． (1)若z1為純虛數(shù)，求實(shí)數(shù)m的值； (2)若z1＝z2，求實(shí)數(shù)λ的取值范圍． 解：(1)∵z1為純虛數(shù)， 則解得m＝－2. (2)由z1＝z2，得 ∴λ＝4－cos2θ－2sin θ＝sin2θ－2sin θ＋3 ＝(sin θ－1)2＋2. ∵－1≤sin θ≤1， ∴當(dāng)sin θ＝1時，λmin＝2， 當(dāng)sin θ＝－1時，λmax＝6， ∴實(shí)數(shù)λ的取值范圍是[2,6]．