13 第十三编 算法初步、推理与证明、复数(共51页)(9)

2020-02-22 13:08

代入原式,得(2a)-3(a+b)i=4-6i,

2??4a?4根据复数相等得?,

22??3(a?b)??6?2

2

2

?a?1?a?1?a??1?a??1解得?或?或?或?.

?b?1?b??1?b?1?b??1?x?1?i?x?1?i故所求复数为?或?

y?1?iy?1?i???x??1?i?x??1?i或?或?.

y??1?iy??1?i??例3 计算: (1)(3)

(?1?i)(2?i)i32;

(1?2i)2?3(1?i)(2);

2?i1?3i(3?i)21?i(1?i)+

1?i(1?i)i32; (4) =

.

解 (1)

(?1?i)(2?i)?3?i=-1-3i. ?i(2) =

(1?2i)2?3(1?i)?3?4i?3?3i=

2?i2?ii(2?i)12i==+i. 2?i555(3)

1?i(1?i)2+

1?i(1?i)2=

1?i1?i+ 2i?2i=

1?i?1?i+=-1. ?221?3i(3?i)2(4) =

(3?i)(?i)(3?i)2=

?i3?i

=

1(?i)(3?i)3=--i.

444例4 (14分)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)AO、BC所表示的复数; (2)对角线CA所表示的复数; (3)求B点对应的复数.

解 (1)AO=-OA,∴AO所表示的复数为-3-2i. ∵BC=AO,∴BC所表示的复数为-3-2i. (2)CA=OA-OC,∴CA所表示的复数为 (3+2i)-(-2+4i)=5-2i.

9分

(3)OB=OA+AB=OA+OC,

∴OB表示的复数为(3+2i)+(-2+4i)=1+6i, 即B点对应的复数为1+6i.

14分

3分 6分

1.已知m∈R,复数z=

m(m?2)2

+(m+2m-3)i,当m为何值时,(1)z∈R;(2)z是纯虚数;(3)z对应的点位

m?12

于复平面第二象限;(4)z对应的点在直线x+y+3=0上. 解 (1)当z为实数时,则有m+2m-3=0且m-1≠0 得m=-3,故当m=-3时,z∈R.

?m(m?2)?0?(2)当z为纯虚数时,则有?m?1

?m2?2m?3?0.?解得m=0,或m=2.

∴当m=0或m=2时,z为纯虚数.

(3)当z对应的点位于复平面第二象限时,

?m(m?2)?0?则有?m?1

?m2?2m?3?0.?解得m<-3或1<m<2,故当m<-3或1<m<2时,z对应的点位于复平面的第二象限. (4)当z对应的点在直线x+y+3=0上时, 则有

m(m?2)+(m2?2m?3)?3?0,

m?1m(m2?2m?4)得=0,解得m=0或m=-1±5.

m?1∴当m=0或m=-1±5时,z对应的点在直线x+y+3=0上.

2.已知复数z1=m+(4-m)i(m∈R),z2=2cos?+(?+3sin?)i (?∈R).若z1=z2,求?的取值范围. 解 ∵z1=z2,∴m+(4-m)i=2cos?+(?+3sin?)i, ??m?2cos?由复数相等的条件,得?, 2?4?m???3sin??22

∴?=4-m-3sin?=4-4cos?-3sin? =4sin?-3sin?=4(sin?-∵-1≤sin?≤1, ∴当sin?=∴-39时,?min=-;当sin?=-1时,?max=7,

8162

22

329)-,

8169≤?≤7. 163.计算下列各题

(2?2i)3(4?5i)(1);

(5?4i)(1?i)?2??(2)+???1?i1?23i???23?i2006.

(2?2i)3(4?5i)22(1?i)3i(5?4i)解 (1)=

(5?4i)(1?i)(5?4i)(1?i)

22(1?i)4i422==2i(1+i)=2i[(1+i)]

22

=2i(2i)=-42i.

?23?i?2??(2)+??1?23i?1?i??20062???i(1?23i)??2??=+????1?i?1?23i??????1003

?2?=i+????2i?1003=i+i

3

1 003

=i+i

4×250+3

=i+i=i-i=0.

2

4.已知关于x的方程x-(6+i)x+9+ai=0 (a∈R)有实数根b. (1)求实数a,b的值;

(2)若复数z满足|z-a-bi|-2|z|=0,求z为何值时,|z|有最小值,并求出|z|的最小值. 解 (1)∵b是方程x-(6+i)x+9+ai=0 (a∈R)的实根, ∴(b-6b+9)+(a-b)i=0, ??b2?6b?9?0故?解得a=b=3. ?a?b?2

2

(2)设z=x+yi (x,y∈R), 由|z-3-3i|=2|z|,

得(x-3)+(y+3)=4(x+y), 即(x+1)+(y-1)=8.

∴Z点的轨迹是以O1(-1,1)为圆心,22为半径的圆. 如图,当Z点在OO1的连线上时,|z|有最大值或最小值. ∵|OO1|=2,半径r=22,

∴当z=1-i时,|z|有最小值且|z|min=2.

2

2

2

2

2

2

一、填空题

1.(2008·天津理)i是虚数单位,答案 -1

2.(2008·广东文)已知0<a<2,复数z=a+i(i是虚数单位),则|z|的取值范围是 . 答案 (1,5)

3.(2008·山东文)设z的共轭复数是z,若z+z=4,z·z=8,则答案 ±i

4.若(a-2i)i=b-i,其中a、b∈R,i是虚数单位,则a+b= . 答案 5

5.在复平面上,一个正方形的三个顶点对应的复数分别是1+2i,-2+i,0,则第四个顶点对应的复数为 .

2

2

i3(i?1)= . i?1z= . z

答案 -1+3i 6.设a是实数,且答案 1

7.(2008·北京理,9)已知(a-i)=2i,其中i是虚数单位,那么实数a= . 答案 -1

8.(2008·湖北理,11)设z1是复数,z2=z1-iz1(其中z1表示z1的共轭复数),已知z2的实部是-1,则z2的虚部为 . 答案 1 二、解答题

9.已知z=8+6i,求z-16z-2

3

2

a1?i+是实数,则a= . 1?i2100. zz4?16z2?100(z2?8)2?164(6i)2?164解 原式===

zzz200z200200z=-=-=-2,

zzzz|z|=|z|=|8+6i|=10,又由z=8+6i=[±(3+i)], ∴z=±(3+i),当z=3+i时,原式=-60+20i; 当z=-3-i时,原式=60-20i. 10.已知z是复数,z+2i、求实数a的取值范围. 解 设z=x+yi (x、y∈R), ∴z+2i=x+(y+2)i,由题意得y=-2. zx?2i1==(x-2i)(2+i) 2?i2?i5z2

均为实数(i为虚数单位),且复数(z+ai)在复平面上对应的点在第一象限,2?i2

2

2

2

=

11(2x+2)+ (x-4)i. 552

2

由题意得x=4,∴z=4-2i. ∴(z+ai)=(12+4a-a)+8(a-2)i,

由于(z+ai)在复平面对应的点在第一象限, ??12?4a?a2?0所以?,解得2<a<6,

?8(a?2)?0?2

∴实数a的取值范围是(2,6).

11.是否存在复数z,使其满足z·z+2iz=3+ai (a∈R),如果存在,求出z的值;如果不存在,说明理由. 解 设z=x+yi (x,y∈R),则x+y+2i(x-yi)=3+ai. ??x2?y2?2y?3∴? ?2x?a?2

2

a22消去x得y+2y+-3=0,Δ=16-a.

42

当且仅当|a|≤4时,复数z存在,

a2?16?a2-i.

22此时z=

12.设z∈C,求满足z+

1∈R且|z-2|=2的复数z. z解 方法一 设z=a+bi (a,b∈R), 则z+

11a?bi=a+bi+=a+bi+

22za?bia?b=a+

?b+?b??a2?b2?a2?b2aba?b222

???i∈R. ?2

∴b=.∴b=0或a+b=1.

当b=0时,z=a,∴|a-2|=2,∴a=0或a=4. a=0不合题意舍去,∴z=4. 当b≠0时,a+b=1.

2

2

2

2

① ②

又∵|z-2|=2,∴(a-2)+b=4. 由①②解得a=

111515,b=±,∴z=±i. 4444115±i. 44综上可知,z=4或z=方法二 ∵z+

111∈R,∴z+=z+, zzz2z?1z?z∴(z-z)-=0,(z-z)·=0,

2z?zz∴z=z或|z|=1.下同方法一.

单元检测十三

一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分)

z21.(2008·海南文)已知复数z=1-i,则= .

z?1答案 2

2.(2008·宁夏文)如图所示的流程图,如果输入三个实数a,b,c,要求输出这三个数中最大的数,那么在空白的判断框中,应该填入 .(注:框图中的赋值符号“←”也可以写成“=”或“:=”)


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