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3.1.2 复数的几何意义
填一填 1.复平面的定义
如图所示,点Z的横坐标为a,纵坐标为b,复数z=a+bi可用点Z(a,b)表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.实轴上的点都表示实数;除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
2.复数的几何意义
复数z=a+bi(a,b∈R)与复平面内的点Z(a,b)及以原点为起点,点Z(a,b)为终点→
的向量OZ是一一对应的.
3.复数的模
→→
复数z=a+bi(a,b∈R),对应的向量为OZ,则向量OZ的模r叫做复数z=a+bi的模,
22
记作|z|或|a+bi|.由模的定义可知:|z|=|a+bi|=r=a+b(r≥0,r∈R).
判一判 1.在复平面内,对应于实数的点都在实轴上.(√) 解析:实数的虚部为0,对应纵坐标为0的实轴上点,故正确. 2.若|z1|=|z2|,则z1=z2.(×)
解析:例z1=1+i,z2=1-i有|z1|=|z2|,但是z1与z2不相等,故错误. 3.虚轴上的点都表示纯虚数,表示纯虚数的点都在虚轴上.(×) 解析:原点在虚轴上不表示虚数,故错误.
4.第一象限的点都表示实部为正数的虚数.(√)
解析:第一象限的点横坐标为正,对应复数的实部,故正确.
5.实部为正数、虚部为负数的虚数对应的点必定在第四象限.(√)
解析:实部为正虚部为负的虚数对应的点的横坐标为正,纵坐标为负,是第四象限点,故正确.
金戈铁骑
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想一想 1.实数可用数轴上的点来表示,类比一下,复数怎样来表示呢?
提示:任何一个复数z=a+bi,都和一个有序实数对(a,b)一一对应,因此,复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应的关系.
2.平面向量能够与复数一一对应的前提是什么? 提示:向量的起点是原点与复数一一对应. 3.复数的模一定是正数吗?
提示:当z=0时,|z|=0;反之,当|z|=0时,必有z=0.故复数的模不一定是正数,复数的模是非负数,即|z|≥0.
4.若复数z满足|z|=1,则在复平面内,复数z对应的点Z的轨迹是什么? 提示:点Z的轨迹是以原点为圆心,1为半径的一个圆. 思考感悟:
练一练
2
1.已知复数z=m-2-(4-m)i,且复数z在复平面内对应的点位于虚轴上,则实数m的值为( )
A.0 B.2 C.-2 D.±2
解析:当点在虚轴上时,实部m-2=0,∴m=2. 答案:B
2.当0 解析:z=(m+1)+(m-1)i对应的点为(m+1,m-1), ∵0 → 3.向量OZ=(0,-3)对应的复数是________. → 解析:易知向量OZ对应的复数为z=0+(-3)i=-3i. 答案:-3i 4.已知复数z=2+i(i是虚数单位),则|z|=________. 解析:|z|=4+1=5. 答案:5 知识点一 复数的几何意义 金戈铁骑 -------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------ 2 1.当 3 A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 2 解析:∵ 3 ∴点(3m-2,m-1)在第四象限. 答案:D 2.已知z=(m+3)+(m-1)i在复平面内对应的点在第四象限,则实数m的取值范围是( ) A.(-3,1) B.(-1,3) C.(1,+∞) D.(-∞,-3) ??m+3>0, 解析:由已知可得复数z在复平面内对应的点的坐标为(m+3,m-1),所以? ?m-1<0,? 解得-3 答案:A 3.在复平面内,复数6+5i,-2+3i对应的点分别为A,B.若C为线段AB的中点,则点C对应的复数是( ) A.4+8i B.8+2i C.2+4i D.4+i 解析:由题意知A(6,5),B(-2,3),则AB中点C(2,4)对应的复数为2+4i. 答案:C 知识点二 复数的模 4.已知复数z满足|z|=1,则z=( ) A.±1 B.±i 22 C.a+bi(a,b∈R),且a+b=1 D.1+i 22 解析:设z=a+bi(a,b∈R),则由|z|=1,得a+b=1.故选C. 答案:C 5.复数z1=a+2i,z2=-2+i,如果|z1|<|z2|,则实数a的取值范围是( ) A.(-1,1) B.(1,+∞) C.(0,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞) 22 解析:∵|z1|=a+4,|z2|=5,∴a+4<5,∴-1 6.复数z=-5-12i在复平面内对应的点到原点的距离为________. 22 解析:∵|z|=-5+-12=13,∴对应点到原点的距离为13. 答案:13 知识点三 复数几何意义的应用 7.在复平面上,复数i,1,4+2i对应的点分别是A,B,C.求平行四边形ABCD的顶点D所对应的复数. 解析:方法一:由已知,得点A,B,C的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(4,2),则AC?3?的中点为E?2,?. ?2? 由平行四边形的性质,知E也是BD的中点. 金戈铁骑