[条件探究1] 若将典例1中条件“z=(m+3)+(m-1)i在复平面内对应的点在第四象限”变为“复数z的共轭复数=1+2i(i为虚数单位)”,则复数z在复平面内对应的点在第几象限?
解 由条件知z=1-2i,其在复平面内对应的点为(1,-2),在第四象限.
[条件探究2] 若将典例1中条件变为“复数(1-i)(a+i)在复平面内对应的点在第二象限”,求实数a的取值范围.
解 ∵复数(1-i)(a+i)=a+1+(1-a)i在复平面内对应的点在第二象限,∴∴a<-1.即实数a的取值范围是(-∞,-1).
(2017·全国卷Ⅲ)设复数z满足(1+i)z=2i,则|z|=( )
A.B.C.D.2
先求z的代数形式,再求|z|.
答案 C
解析 由(1+i)z=2i得z==1+i,∴|z|=.故选C.
方法技巧
复数几何意义及应用
1.复数z、复平面上的点Z及向量相互联系,即z=a+bi(a,b∈R)⇔Z(a,b)⇔.见典例1.
2.由于复数、点、向量之间建立了一一对应的关系,因此可把复数、向量与解析几何联系在一起,解题时可运用数形结合的方法,使问题的解决更加直观.
3.|z|的几何意义:
令z=x+yi(x,y∈R),则|z|=,由此可知表示复数z的点到原点的距离就是|z|的几何意义;|z1-z2|的几何意义是复平面内表示复数z1,z2的两点之间的距离.见典例2.
冲关针对训练
1.(2014·全国卷Ⅱ)设复数z1,z2在复平面内的对应点关于虚轴对称,z1=2+i,则z1z2=( )
A.-5B.5C.-4+iD.-4-i
答案 A
解析 由题意得z2=-2+i,∴z1z2=(2+i)(-2+i)=-5,故选A.
2.若复数z满足①|z|≥1;②|z+i|≤|-1-2i|,则z在复平面内所对应的图形的面积为________.
答案 4π
解析 设z=x+yi(x,y∈R),由|z|≥1及|z+i|≤|-1-2i|易得x2+y2≥1及x2+(y+1)2≤5知z在复平面内对应图形的面积为5π-π=4π.
题型3 复数的代数运算
(2016·全国卷Ⅲ)若z=1+2i,则=( )
A.1B.-1C.iD.-i
先作乘法z·运算,然后作除法运算.
答案 C
解析 ∵z=(1+2i)(1-2i)=5,∴==i,故选C.
方法技巧
1.加减乘除运算法则
(1)复数的加法、减法、乘法运算可以类比多项式运算,除法关键是分子分母同乘以分母的共轭复数,注意要把i的幂写成最简形式.
(2)记住以下结论,可提高运算速度:
①(1±i)2=±2i;②=i;③=-i;④=b-ai;⑤i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N).
2.复数方程要求解,运用概念相等来解决
解决复数与三角函数、方程等综合问题,关键是抓住复数的实部、虚部,运用好复数的概念来解决问题.
冲关针对训练
+2018=________.
答案 2i
解析 原式=+1009
=i+1009=i+i1009=i+i4×252+1=i+i=2i.
1.(2017·全国卷Ⅰ)设有下面四个命题
p1:
若复数z满足∈R,则z∈R;
p2:
若复数z满足z2∈R,则z∈R;
p3:
若复数z1,z2满足z1z2∈R,则z1=2;
p4:
若复数z∈R,则∈R.
其中的真命题为( )
A.p1,p3B.p1,p4C.p2,p3D.p2,p4
答案 B
解析 设z=a+bi(a,b∈R),z1=a1+b1i(a1,b1∈R),z2=a2+b2i(a2,b2∈R).
对于p1,若∈R,即=∈R,则b=0且a≠0⇒z=a+bi=a∈R,所以p1为真命题.
对于p2,若z2∈R,即(a+bi)2=a2+2abi-b2∈R,则ab=0.当a=0,b≠0时,z=a+bi=bi∈/R,所以p2为假命题.
对于p3,若z1z2∈R,即(a1+b1i)(a2+b2i)=(a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i∈R,则a1b2+a2b1=0.而z1=2,即a1+b1i=a2-b2i⇔a1=a2,b1=-b2.因为a1b2+a2b1=0⇒/a1=a2,b1=-b2,所以p3为假命题.
对于p4,若z∈R,即a+bi∈R,则b=0⇒=a-bi=a∈R,所以p4为真命题.故选B.
2.(2018·安徽安庆模拟)设i是虚数单位,如果复数的实部与虚部相等,那么实数a的值为( )
A.B.-C.3D.-3
答案 C
解析 =,由题意知2a-1=a+2,解之得a=3.故选C.
3.(2017·浙江高考)已知a,b∈R,(a+bi)2=3+4i(i是虚数单位),则a2+b2=________,ab=________.
答案 5 2
解析 (a+bi)2=a2-b2+2abi.
由(a+bi)2=3+4i,得解得a2=4,b2=1.
所以a2+b2=5,ab=2.
4.(2017·天津高考)已知a∈R,i为虚数单位,若为实数,则a的值为________.
答案 -2
解析 ∵a∈R,===-i为实数,∴-=0,∴a=-2.
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一、选择题
1.(2018·湖南长沙四县联考)i是虚数单位,若复数z满足zi=-1+i,则复数z的实部与虚部的和是( )
A.0B.1C.2D.3
答案 C
解析 复数z满足zi=-1+i,可得z===1+i.故复数z的实部与虚部的和是1+1=2,故选C.
2.(2018·湖北优质高中联考)已知复数z=1+i(i是虚数单位),则-z2的共轭复数是( )
A.-1+3iB.1+3iC.1-3iD.-1-3i
答案 B
解析 -z2=-(1+i)2=-2i=1-i-2i=1-3i,其共轭复数是1+3i,故选B.
3.(2017·河南洛阳模拟)设复数z满足=|1-i|+i(i为虚数单位),则复数z=( )
A.-iB.+iC.1D.-1-2i
答案 A
解析 复数z满足=|1-i|+i=+i,则复数z=-i.故选A.
4.(2018·广东测试)若z=(a-)+ai为纯虚数,其中a∈R,则=( )
A.iB.1C.-iD.-1
答案 C
解析 ∵z为纯虚数,∴∴a=,
∴====-i.故选C.
5.(2018·安徽江南十校联考)若复数z满足z(1-i)=|1-i|+i,则z的实部为( )
A.B.-1C.1D.
答案 A
解析 由z(1-i)=|1-i|+i,得z===+i,z的实部为,故选A.
6.(2017·安徽十校联考)若z=,则|z|=( )
A.B.1C.5D.25
答案 B
解析 解法一:
z===-i,故|z|=1.故选B.
解法二:
|z|====1.故选B.
7.(2017·河南百校联盟模拟)已知复数z的共轭复数为,若(1-2i)=5-i(i为虚数单位),则在复平面内,复数z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 A
解析 依题意,设z=a+bi(a,b∈R),则+=2a+bi,故2a+bi==1+i,
故a=,b=,则在复平面内,复数z对应的点为,位于第一象限.故选A.
8.(2018·新乡、许昌、平顶山调