《高中數(shù)學(xué) 第3章 數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 3.2 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算 3.2.2 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運(yùn)算學(xué)案 新人教A版選修12》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中數(shù)學(xué) 第3章 數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 3.2 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算 3.2.2 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運(yùn)算學(xué)案 新人教A版選修12(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
3.2.2 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運(yùn)算
學(xué)習(xí)目標(biāo):1.掌握復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘法和除法運(yùn)算.(重點(diǎn)、難點(diǎn))2.理解復(fù)數(shù)乘法的交換律、結(jié)合律和乘法對(duì)加法的分配律.(易混點(diǎn))3.了解共軛復(fù)數(shù)的概念.(難點(diǎn))
[自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知]
1.復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘法法則
(1)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘法法則
已知z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R,則z1z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i.
思考1:復(fù)數(shù)的乘法與多項(xiàng)式的乘法有何不同?
[提示]復(fù)數(shù)的乘法與多項(xiàng)式乘法是類似的,有一點(diǎn)不同即必須在所得結(jié)果中把i2換成-1,再把實(shí)部、虛部分別合并.
(2)復(fù)數(shù)乘
2、法的運(yùn)算律
對(duì)于任意z1,z2,z3∈C,有
交換律
z1z2=z2z1
結(jié)合律
(z1z2)z3=z1(z2z3)
乘法對(duì)加法的分配律
z1(z2+z3)=z1z2+z1z3
思考2:|z|2=z2,正確嗎?
[提示]不正確.例如,|i|2=1,而i2=-1.
2.共軛復(fù)數(shù)
如果兩個(gè)復(fù)數(shù)滿足實(shí)部相等,虛部互為相反數(shù)時(shí),稱這兩個(gè)復(fù)數(shù)為共軛復(fù)數(shù),z的共軛復(fù)數(shù)用表示.即z=a+bi,則=a-bi.
3.復(fù)數(shù)代數(shù)形式的除法法則
(a+bi)(c+di)=+i(c+di≠0)
[基礎(chǔ)自測(cè)]
1.思考辨析
(1)實(shí)數(shù)不存在共軛復(fù)數(shù). ( )
(2)兩個(gè)共軛復(fù)數(shù)的差為
3、純虛數(shù). ( )
(3)若z1,z2∈C,且z+z=0,則z1=z2=0. ( )
[答案] (1) (2)√ (3)
2.復(fù)數(shù)(3+2i)i等于( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662149】
A.-2-3i B.-2+3i
C.2-3i D.2+3i
B [(3+2i)i=3i+2ii=-2+3i,選B.]
3. 已知復(fù)數(shù)z=2-i,則z的值為( )
A.5 B.
C.3 D.
A [z=(2-i)(2+i)=22-i2=4+1=5,故選A.]
4. (2-i)i=________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662150】
-1-2i [(2-i)i=
4、==-1-2i.]
[合 作 探 究攻 重 難]
復(fù)數(shù)乘法的運(yùn)算
(1)若復(fù)數(shù)(1-i)(a+i)在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在第二象限,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,-1)
C.(1,+∞) D.(-1,+∞)
(2)計(jì)算:
①(1-2i)(3+4i)(-2+i);
②(3+4i)(3-4i);
③(1+i)2.
(1)[解析] z=(1-i)(a+i)=(a+1)+(1-a)i,因?yàn)閷?duì)應(yīng)的點(diǎn)在第二象限,所以,解得a<-1 ,故選B
[答案] B
(2)①(1-2i)(3+4i)(-2+i)=(11-2i)(-2+i)=-20+15i
5、;
②(3+4i)(3-4i)=32-(4i)2=9-(-16)=25;
③(1+i)2=1+2i+i2=2i.
[規(guī)律方法]
1.兩個(gè)復(fù)數(shù)代數(shù)形式乘法的一般方法
復(fù)數(shù)的乘法可以按多項(xiàng)式的乘法法則進(jìn)行,注意選用恰當(dāng)?shù)某朔ü竭M(jìn)行簡(jiǎn)便運(yùn)算,例如平方差公式、完全平方公式等
2.常用公式
(1)(a+bi)2=a2+2abi-b2(a,b∈R);
(2)(a+bi)(a-bi)=a2+b2(a,b∈R);
(3)(1i)2=2i.
[跟蹤訓(xùn)練]
1.(1)下列各式的運(yùn)算結(jié)果為純虛數(shù)的是( )
A.i(1+i)2 B.i2(1-i)
C.(1+i)2 D.i(1+i)
6、
(2)復(fù)數(shù)z=(1+2i)(3-i),其中i為虛數(shù)單位,則z的實(shí)部是________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662151】
(1)C (2)5 [(1)A項(xiàng),i(1+i)2=i(1+2i+i2)=i2i=-2,不是純虛數(shù).
B項(xiàng),i2(1-i)=-(1-i)=-1+i,不是純虛數(shù).
C項(xiàng),(1+i)2=1+2i+i2=2i,是純虛數(shù).
D項(xiàng),i(1+i)=i+i2=-1+i,不是純虛數(shù).
故選C.
(2)(1+2i)(3-i)=3-i+6i-2i2=5+5i,
所以z的實(shí)部是5.]
復(fù)數(shù)除法的運(yùn)算
(1)如圖,在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)z1,z2對(duì)應(yīng)的向量分別是,,則復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的
7、點(diǎn)位于( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
(2)計(jì)算:+-.
(1)[解析] 由復(fù)數(shù)的幾何意義知,z1=-2-i,z2=i,所以==-1+2i,對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在第二象限.
[答案] B
(2)原式=[(1+i)2]3+[(1-i)2]3-=(2i)3i+(-2i)3(-i)-=8+8-16-16i=-16i.
[規(guī)律方法]
1.兩個(gè)復(fù)數(shù)代數(shù)形式的除法運(yùn)算步驟
(1)首先將除式寫為分式;
(2)再將分子、分母同乘以分母的共軛復(fù)數(shù);
(3)然后將分子、分母分別進(jìn)行乘法運(yùn)算,并將其化為復(fù)數(shù)的代數(shù)形式.
2.常用公式
(1)=-i;(2)=i;(
8、3)=-i.
[跟蹤訓(xùn)練]
2.(1)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足=i,則|z|=( )
A.1 B.
C. D.2
(2)計(jì)算:
①;②
(1)A [由=i得1+z=i(1-z),
即z=,z===i,
|z|=1,選A.]
(2)①===1-i.
②===-1-3i.
共軛復(fù)數(shù)及其應(yīng)用
[探究問(wèn)題]
1.若z=,則z是什么數(shù)?這個(gè)性質(zhì)有什么作用?
提示:z=?z∈R,利用這個(gè)性質(zhì)可證明一個(gè)復(fù)數(shù)為實(shí)數(shù).
2.若z≠0且z+=0,則z 是什么數(shù)?這個(gè)性質(zhì)有什么作用?
提示:z≠0且z+=0,則z為純虛數(shù),利用這個(gè)性質(zhì),可證明一個(gè)復(fù)數(shù)為純虛數(shù).
3.三個(gè)實(shí)數(shù)|z|,
9、||,z具有怎樣的關(guān)系?
提示:設(shè)z=a+bi,則=a-bi,所以|z|=,||==,z=(a+bi)(a-bi)=a2-(bi)2=a2+b2,所以|z|2=||2=z.
(1)已知復(fù)數(shù)z=,是z的共軛復(fù)數(shù),則z等于( )
A. B. C.1 D.2
(2)已知復(fù)數(shù)z滿足|z|=,且(1-2i)z是實(shí)數(shù),求.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662152】
思路探究:可以先設(shè)復(fù)數(shù)的代數(shù)形式,再利用復(fù)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)求解;也可以利用共軛復(fù)數(shù)的性質(zhì)求解.
(1)[解析] 法一:∵z======-+,
∴=--,∴z=.
法二:∵z=,
∴|z|====,
∴z=.
[答
10、案] A
(2)設(shè)z=a+bi(a,b∈R),則(1-2i)z=(1-2i)(a+bi)=(a+2b)+(b-2a)i.又因?yàn)?1-2i)z是實(shí)數(shù),所以b-2a=0,即b=2a,又|z|=,所以a2+b2=5.解得a=1,b=2.所以z=1+2i或-1-2i,所以=1-2i或-1+2i,即=(1-2i).
母題探究:1.在題設(shè)(1)條件不變的情況下,求.
[解] 由例題(1)的解析可知z=-+,=--,z=,∴===-i.
2.把題設(shè)(2)的條件“(1-2i)z是實(shí)數(shù)”換成“(1-2i)z是純虛數(shù)”,求.
[解] 設(shè)z=a+bi,則=a-bi,由例題(2)的解可知a=-2b,由|z|
11、===,得b=1,a=-2;或b=-1,a=2.所以=-2-i,或=2+i.
[規(guī)律方法]
1.由比較復(fù)雜的復(fù)數(shù)運(yùn)算給出的復(fù)數(shù),求其共軛復(fù)數(shù),可先按復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算法則進(jìn)行運(yùn)算,將復(fù)數(shù)寫成代數(shù)形式,再寫出其共軛復(fù)數(shù).
2.注意共軛復(fù)數(shù)的簡(jiǎn)單性質(zhì)的運(yùn)用.
[當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基]
1.設(shè)復(fù)數(shù)z滿足iz=1,其中i為虛數(shù)單位,則z等于( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662153】
A.-i B.i
C.-1 D.1
A [z==-i.]
2.若復(fù)數(shù)z=i(3-2i)(i是虛數(shù)單位),則=( )
A.2-3i B.2+3i
C.3+2i D.3-2i
12、A [∵z=i(3-2i)=3i-2i2=2+3i,∴=2-3i.]
3.復(fù)數(shù)(為虛數(shù)單位)的實(shí)部等于________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662154】
-3 [由題可得=-3-i,-3-i的實(shí)部為-3.]
4.(1+i)2-=________.
-+i [∵(1+i)2-=2i-=-+i.]
5.已知復(fù)數(shù)z1=(-1+i)(1+bi),z2=,其中a,b∈R.若z1與z2互為共軛復(fù)數(shù),求a,b的值.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):48662155】
[解] z1=(-1+i)(1+bi)=-1-bi+i-b=(-b-1)+(1-b)i, z2====+i.
由于z1和z2互為共軛復(fù)數(shù),所以有
解得
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375