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    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第五章 平面向量与复数5.5
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    2020版高考数学(文)新增分大一轮人教通用版讲义:第五章 平面向量与复数5.5

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    §5.5 复 数
    最新考纲
    考情考向分析
    1.理解复数的基本概念.
    2.理解复数相等的充要条件.
    3.了解复数的代数表示法及其几何意义.
    4.能进行复数代数形式的四则运算.
    5.了解复数代数形式的加、减运算的几何意义.
    主要考查复数的基本概念(复数的实部、虚部、共轭复数、复数的模等),复数相等的充要条件,考查复数的代数形式的四则运算,重点考查复数的除法运算,突出考查运算能力与数形结合思想.一般以选择题、填空题的形式出现,难度为低档.



    1.复数的有关概念
    (1)定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中a叫做复数z的实部,b叫做复数z的虚部(i为虚数单位).
    (2)分类:

    满足条件(a,b为实数)
    复数的分类
    a+bi为实数⇔b=0
    a+bi为虚数⇔b≠0
    a+bi为纯虚数⇔a=0且b≠0

    (3)复数相等:a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
    (4)共轭复数:a+bi与c+di共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
    (5)模:向量的模叫做复数z=a+bi的模,记作|a+bi|或|z|,即|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
    2.复数的几何意义
    复数z=a+bi与复平面内的点Z(a,b)及平面向量=(a,b)(a,b∈R)是一一对应关系.
    3.复数的运算
    (1)运算法则:设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.

    (2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
    如图给出的平行四边形OZ1ZZ2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即=+,=-.

    概念方法微思考
    1.复数a+bi的实部为a,虚部为b吗?
    提示 不一定.只有当a,b∈R时,a才是实部,b才是虚部.
    2.如何理解复数的加法、减法的几何意义?
    提示 复数的加法、减法的几何意义就是向量加法、减法的平行四边形法则.

    题组一 思考辨析
    1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
    (1)方程x2+x+1=0没有解.( × )
    (2)复数z=a+bi(a,b∈R)中,虚部为bi.( × )
    (3)复数中有相等复数的概念,因此复数可以比较大小.( × )
    (4)原点是实轴与虚轴的交点.( √ )
    (5)复数的模实质上就是复平面内复数对应的点到原点的距离,也就是复数对应的向量的模.
    ( √ )
    题组二 教材改编
    2.设z=+2i,则|z|等于(  )
    A.0 B. C.1 D.
    答案 C
    解析 ∵z=+2i=+2i=+2i=i,
    ∴|z|=1.故选C.
    3.在复平面内,向量对应的复数是2+i,向量对应的复数是-1-3i,则向量对应的复数是(  )
    A.1-2i B.-1+2i C.3+4i D.-3-4i
    答案 D
    解析 =+=-1-3i+(-2-i)=-3-4i.
    4.若复数z=(x2-1)+(x-1)i为纯虚数,则实数x的值为(  )
    A.-1 B.0
    C.1 D.-1或1
    答案 A
    解析 ∵z为纯虚数,∴∴x=-1.
    题组三 易错自纠
    5.设a,b∈R,i是虚数单位,则“ab=0”是“复数a+为纯虚数”的(  )
    A.充要条件
    B.充分不必要条件
    C.必要不充分条件
    D.既不充分也不必要条件
    答案 C
    解析 ∵复数a+=a-bi为纯虚数,∴a=0且-b≠0,即a=0且b≠0,∴“ab=0”是“复数a+为纯虚数”的必要不充分条件.故选C.
    6.(2019·葫芦岛模拟)若复数z满足iz=2-2i(i为虚数单位),则z的共轭复数在复平面内对应的点所在的象限是(  )
    A.第一象限 B.第二象限
    C.第三象限 D.第四象限
    答案 B
    解析 由题意,∵z===-2-2i,
    ∴=-2+2i,则z的共轭复数对应的点在第二象限.故选B.

    7.i2 014+i2 015+i2 016+i2 017+i2 018+i2 019+i2 020=________.
    答案 -i
    解析 原式=i2+i3+i4+i1+i2+i3+i4=-i.

    题型一 复数的概念
    1.若复数z满足(1+2i)z=1-i,则复数z的虚部为(  )
    A. B.-
    C.i D.-i
    答案 B
    解析 因为(1+2i)z=1-i,
    所以z===,
    因此复数z的虚部为-,故选B.
    2.(2019·大连质检)复数的共轭复数是(  )
    A.-+i B.--i
    C.-i D.+i
    答案 D
    解析 由复数===-i,
    所以共轭复数为+i,故选D.
    3.(2018·抚顺模拟)已知复数是纯虚数(i是虚数单位),则实数a等于(  )
    A.-4 B.4
    C.1 D.-1
    答案 C
    解析 ==,
    ∵复数为纯虚数,
    ∴2a-2=0且a+4≠0,
    解得a=1.故选C.
    思维升华 复数的基本概念有实部、虚部、虚数、纯虚数、共轭复数等,在解题中要注意辨析概念的不同,灵活使用条件得出符合要求的解.

    题型二 复数的运算

    命题点1 复数的乘法运算
    例1 (1)(2018·全国Ⅲ)(1+i)(2-i)等于(  )
    A.-3-i B.-3+i
    C.3-i D.3+i
    答案 D
    解析 (1+i)(2-i)=2+2i-i-i2=3+i.
    (2)i等于(  )
    A.3-2i B.3+2i
    C.-3-2i D.-3+2i
    答案 D
    解析 i(2+3i)=2i+3i2=-3+2i,故选D.
    命题点2 复数的除法运算
    例2 (1)(2018·全国Ⅱ)等于(  )
    A.--i B.-+i
    C.--i D.-+i
    答案 D
    解析 ==
    ==-+i.
    故选D.
    (2)(2019·通辽诊断)已知i为虚数单位,复数z满足iz=2z+1,则z等于(  )
    A.--i B.+i
    C.2+i D.2-i
    答案 A
    解析 由iz=2z+1,得(2-i)z=-1,
    解得z==,
    即z=--i,故选A.
    命题点3 复数的综合运算
    例3 (1)(2019·盘锦模拟)已知z(1+i)=-1+7i(i是虚数单位),z的共轭复数为,则等于(  )
    A. B.3+4i
    C.5 D.7
    答案 C
    解析 z===3+4i,
    故=3-4i⇒||=5,故选C.
    (2)(2018·乌海模拟)对于两个复数α=1-i,β=1+i,有下列四个结论:①αβ=1;②=-i;③=1;④α2+β2=0,其中正确结论的个数为(  )
    A.1 B.2
    C.3 D.4
    答案 C
    解析 对于两个复数α=1-i,β=1+i,
    ①αβ=(1-i)·(1+i)=2,故①不正确;
    ②====-i,故②正确;
    ③==1,故③正确;
    ④α2+β2=(1-i)2+(1+i)2=1-2i-1+1+2i-1=0,故④正确.故选C.
    思维升华 (1)复数的乘法:复数乘法类似于多项式的四则运算.
    (2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数.
    跟踪训练1 (1)已知a∈R,i是虚数单位,若z=+ai,z·=4,则a为(  )
    A.1或-1 B.1
    C.-1 D.不存在的实数
    答案 A
    解析 由题意得=-ai,
    故z·=3+a2=4⇒a=±1,故选A.
    (2)(2019·铁岭质检)已知复数a+bi=(i是虚数单位,a,b∈R),则a+b等于(  )
    A.-2 B.-1
    C.0 D.2
    答案 A
    解析 由复数的运算法则,可得
    ====-1-i,
    结合题意可得a+bi=-1-i,即a=-1,b=-1,
    据此可得a+b=-2.故选A.
    题型三 复数的几何意义
    例4 (1)(2018·赤峰质检)复数z满足(2+i)z=,则z在复平面内对应的点位于(  )
    A.第一象限 B.第二象限
    C.第三象限 D.第四象限
    答案 D
    解析 ∵(2+i)z===5,
    ∴(2+i)z=5,
    5z=5,z=2-i,
    z在复平面内对应的点为,在第四象限,故选D.
    (2)如图所示,平行四边形OABC,顶点O,A,C分别表示0,3+2i,-2+4i,试求:

    ①,所表示的复数;
    ②对角线所表示的复数;
    ③B点对应的复数.
    解 ①∵=-,∴所表示的复数为-3-2i.
    ∵=,∴所表示的复数为-3-2i.
    ②∵=-,∴所表示的复数为
    (3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
    ③=+=+,
    ∴所表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i,
    即B点对应的复数为1+6i.
    思维升华 复平面内的点、向量及向量对应的复数是一一对应的,要求某个向量对应的复数时,只要找出所求向量的始点和终点,或者用向量相等直接给出结论即可.
    跟踪训练2 (1)(2018·阜新模拟)已知复数z=(i是虚数单位),则z的共轭复数对应的点在(  )
    A.第四象限 B.第三象限
    C.第二象限 D.第一象限
    答案 A
    解析 ∵z===+i,
    ∴=-i,则z的共轭复数对应的点在第四象限.故选A.
    (2)已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-2i,它们所对应的点分别为A,B,C,O为坐标原点,若=x+y,则x+y的值是________.
    答案 5
    解析 由已知得A(-1,2),B(1,-1),C(3,-2),
    ∵=x+y,
    ∴(3,-2)=x(-1,2)+y(1,-1)=(-x+y,2x-y),
    ∴解得故x+y=5.


    1.已知复数z1=6-8i,z2=-i,则等于(  )
    A.-8-6i B.-8+6i
    C.8+6i D.8-6i
    答案 C
    解析 ∵z1=6-8i,z2=-i,
    ∴===8+6i.
    2.(2019·包头质检)若复数z满足(1+2i)·z=2+i,其中i为虚数单位,则|z|等于(  )
    A. B.
    C.1 D.2
    答案 C
    解析 由题意可得z=,
    则|z|====1.故选C.
    3.已知i为虚数单位,则复数在复平面内所对应的点在(  )
    A.第一象限 B.第二象限
    C.第三象限 D.第四象限
    答案 D
    解析 ===1-i,在复平面内对应的点为(1,-1),所以在第四象限,故选D.
    4.已知i为虚数单位,若复数z满足=1+i,那么|z|等于(  )
    A.1 B.
    C. D.5
    答案 C
    解析 ∵=1+i,z+i=(1+i),iz=(2+i)i,
    ∴z=2+i,∴|z|==,故选C.
    5.已知i为虚数单位,a∈R,若为纯虚数,则a等于(  )
    A. B.-
    C.2 D.-2
    答案 B
    解析 由题意知=
    ==+i,
    又由为纯虚数,
    所以-2a-1=0且a-2≠0,解得a=-,故选B.
    6.若复数z满足z=1-i(i是虚数单位),则复数z的共轭复数等于(  )
    A.--i B.-+i
    C.--i D.-+i
    答案 D
    解析 由题意可得z===,
    所以=-+i,故选D.
    7.已知复数z满足z2=12+16i,则z的模为(  )
    A.20 B.12 C.2 D.2
    答案 C
    解析 设z=a+bi,a,b∈R,
    则由z2=12+16i,得a2-b2+2abi=12+16i,
    则解得或
    即|z|===2.故选C.
    8.已知集合M={1,m,3+(m2-5m-6)i},N={-1,3},若M∩N={3},则实数m的值为________.
    答案 3或6
    解析 ∵M∩N={3},∴3∈M且-1∉M,
    ∴m≠-1,3+(m2-5m-6)i=3或m=3,
    ∴m2-5m-6=0且m≠-1或m=3,
    解得m=6或m=3,经检验符合题意.
    9.(2018·江苏)若复数z满足i·z=1+2i,其中i是虚数单位,则z的实部为________.
    答案 2
    解析 由i·z=1+2i,得z==2-i,
    ∴z的实部为2.
    10.(2018·天津)i是虚数单位,复数=________.
    答案 4-i
    解析 ===4-i.
    11.已知复数z满足z+=0,则|z|=________.
    答案 
    解析 由复数z满足z+=0,则z2=-3,
    所以z=±i,所以|z|=.
    12.若复数z=1-i,则z+的虚部是________.
    答案 -
    解析 z+=1-i+=1-i+=-i,故虚部为-.
    13.(2018·营口质检)已知复数z满足(1-i)z=i3,则|z|=________.
    答案 
    解析 由题意知z===
    =-i,
    则|z|==.
    14.(2019·乌海调研)已知i为虚数单位,复数z(1+i)=2-3i,则z的虚部为________.
    答案 -
    解析 由z(1+i)=2-3i,
    得z====--i,
    则z的虚部为-.
    15.已知复数z=bi(b∈R),是实数,i是虚数单位.
    (1)求复数z;
    (2)若复数(m+z)2所表示的点在第一象限,求实数m的取值范围.
    解 (1)因为z=bi(b∈R),
    所以==
    ==+i.
    又因为是实数,所以=0,
    所以b=-2,即z=-2i.
    (2)因为z=-2i,m∈R,
    所以(m+z)2=(m-2i)2=m2-4mi+4i2
    =(m2-4)-4mi,
    又因为复数(m+z)2所表示的点在第一象限,
    所以解得m<-2,
    即m∈(-∞,-2).
    16.若虚数z同时满足下列两个条件:
    ①z+是实数;
    ②z+3的实部与虚部互为相反数.
    这样的虚数是否存在?若存在,求出z;若不存在,请说明理由.
    解 存在.设z=a+bi(a,b∈R,b≠0),
    则z+=a+bi+
    =a+bi.
    又z+3=a+3+bi的实部与虚部互为相反数,z+是实数,
    根据题意有
    因为b≠0,所以
    解得或
    所以z=-1-2i或z=-2-i.

    17.(2018·本溪模拟)若复数(i是虚数单位)在复平面内对应的点在第一象限,则实数a的取值范围是(  )
    A.(-∞,-1) B.(1,+∞)
    C.(-1,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
    答案 C
    解析 由题意得z===,
    因为z在复平面内对应的点在第一象限,
    所以所以-1 18.已知a∈R,i是虚数单位,若复数z=∈R,则复数z=________.
    答案 
    解析 ∵复数z==
    ==+i∈R,
    ∴=0,即a=3.
    则复数z===.

    19.复数z1,z2满足z1=m+(4-m2)i,z2=2cos θ+(λ+4sin θ)i(m,λ,θ∈R),并且z1=z2,则λ的取值范围是(  )
    A.[-1,8] B.
    C. D.
    答案 A
    解析 由复数相等的充要条件可得

    化简得4-4cos2θ=λ+4sin θ,
    由此可得λ=-4cos2θ-4sin θ+4
    =-4(1-sin2θ)-4sin θ+4
    =4sin2θ-4sin θ=42-1,
    因为sin θ∈[-1,1],
    所以4sin2θ-4sin θ∈[-1,8].

    20.给出下列命题:
    ①若z∈C,则z2≥0;
    ②若a,b∈R,且a>b,则a+i>b+i;
    ③若a∈R,则(a+1)i是纯虚数;
    ④若z=-i,则z3+1在复平面内对应的点位于第一象限.
    其中正确的命题是________.(填上所有正确命题的序号)
    答案 ④
    解析 由复数的概念及性质知,①错误;②错误;
    若a=-1,则a+1=0,不满足纯虚数的条件,③错误;
    z3+1=(-i)3+1=i+1,④正确.
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