§3.1数系的扩充
一、知识要点
1.复数的概念;
2.复数的表示;
3.两个复数相等的充要条件;
4.两个虚数只有相等与不等关系,不能比较大小.
二、典型例题
例1.写出复数的实部与虚部,并指出哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数?
例2.实数取什么值时,复数是
①实数?②虚数?③纯虚数?
例3.已知,求实数的值.
例4.已知复数,求实数的值.
三、巩固练习
1.下列结论中,正确的是()
A.B.
C.D.
2.实数为何值时,复数分别是①实数;②虚数;③纯虚数.
3.求满足下列条件的实数的值.
四、小结
五、作业
1.是复数为纯虚数的条件.
2.复数的虚部是.
3.如果复数是虚数,则满足的条件是.
4.以的虚部为实部,以的实部为虚部的复数是.
5.当实数=时,是纯虚数.
6.若复数和相等,则的值为.
7.若,则是的条件.
8.若,则实数的值(或范围)是.
9.若为纯虚数,求实数的值.
10.已知.①求实数;②求复数.
订正栏:
石油中学高二文科数学选修1-2导学案---复数
§3-1数系的扩充和复数的概念
学习目标:
1、了解引进复数的必要性;理解并掌握虚数的单位i
2、理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律
3、理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部)理解并掌握复数相等的有关概念
学习重点:
复数的概念,虚数单位i,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.
学习难点:
虚数单位i的引进及复数的概念是本节课的教学难点.复数的概念是在引入虚数单位i并同时规定了它的两条性质之后,自然地得出的.在规定i的第二条性质时,原有的加、乘运算律仍然成立
自主学习
一、知识回顾:
数的概念是从实践中产生和发展起来的,由于计数的需要,就产生了1,2及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数;为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要,人们又引进了负数.这样就把数集扩充到有理数集Q.显然NQ.如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起,构成整数集Z,则有ZQ、NZ.如果把整数看作分母为1的分数,那么有理数集实际上就是分数集
有些量与量之间的比值,例如用正方形的边长去度量它的对角线所得的结果,无法用有理数表示,为了解决这个矛盾,人们又引进了无理数.所谓无理数,就是无限不循环小数.有理数集与无理数集合并在一起,构成实数集R.因为有理数都可看作循环小数(包括整数、有限小数),无理数都是无限不循环小数,所以实数集实际上就是小数集
因生产和科学发展的需要而逐步扩充,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾,分数解决了在整数集中不能整除的矛盾,负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾,无理数解决了开方开不尽的矛盾.但是,数集扩到实数集R以后,像x2=-1这样的方程还是无解的,因为没有一个实数的平方等于-1.由于解方程的需要,人们引入了一个新数,叫做虚数单位.并由此产生的了复数
二、新课研究:
1、虚数单位:
(1)它的平方等于-1,即;
(2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立.
2.与-1的关系:就是-1的一个平方根,即方程x2=-1的一个根,方程x2=-1的另一个根是-!
2、的周期性:4n+1=i,4n+2=-1,4n+3=-i,4n=1
3、复数的定义:形如的数叫复数,叫复数的实部,叫复数的虚部全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C表示*
4、复数的代数形式:复数通常用字母z表示,即,把复数表示成a+bi的形式,叫做复数的代数形式
5、复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数,当且仅当b=0时,复数a+bi(a、b∈R)是实数a;当b≠0时,复数z=a+bi叫做虚数;当a=0且b≠0时,z=bi叫做纯虚数;当且仅当a=b=0时,z就是实数0.
6、复数集与其它数集之间的关系:NZQRC.
7、两个复数相等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等
这就是说,如果a,b,c,d∈R,那么a+bi=c+dia=c,b=d
复数相等的定义是求复数值,在复数集中解方程的重要依据一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如3+5i与4+3i不能比较大小.
现有一个命题:“任何两个复数都不能比较大小”对吗?不对如果两个复数都是实数,就可以比较大小只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小
例题讲解
例1请说出复数的实部和虚部,有没有纯虚数?
答:它们都是虚数,它们的实部分别是2,-3,0,-;虚部分别是3,,-,-;-i是纯虚数.
例2复数-2i+3.14的实部和虚部是什么?
答:实部是3.14,虚部是-2.
易错为:实部是-2,虚部是3.14!
例3实数m取什么数值时,复数z=m+1+(m-1)i是:
(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
[分析]因为m∈R,所以m+1,m-1都是实数,由复数z=a+bi是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定m的值.
解:(1)当m-1=0,即m=1时,复数z是实数;
(2)当m-1≠0,即m≠1时,复数z是虚数;
(3)当m+1=0,且m-1≠0时,即m=-1时,复数z是纯虚数.
例4已知(2x-1)+i=y-(3-y)i,其中x,y∈R,求x与y.
解:根据复数相等的定义,得方程组,所以x=,y=4
课堂巩固
1、设集合C={复数},A={实数},B={纯虚数},若全集S=C,则下列结论正确的是()
A.A∪B=CB.A=BC.A∩B=D.B∪B=C
2、复数(2x2+5x+2)+(x2+x-2)i为虚数,则实数x满足()
A.x=-B.x=-2或-C.x≠-2D.x≠1且x≠-2
3、复数z1=a+|b|i,z2=c+|d|i(a、b、c、d∈R),则z1=z2的充要条件是______.
4、已知m∈R,复数z=+(m2+2m-3)i,当m为何值时,(1)z∈R;(2)z是虚数;(3)z是纯虚数;(4)z=+4i.
归纳反思
课后探究
1、设复数z=log2(m2-3m-3)+ilog2(3-m)(m∈R),如果z是纯虚数,求m的值.
2、若方程x2+(m+2i)x+(2+mi)=0至少有一个实数根,试求实数m的值.
3.1.1数系的扩充与复数的概念
【教学目标】
(1)在问题情境中了解数系的扩充过程,体会实际需求在数系扩充过程中的作用理解复数的基本概念
(2)理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件
(3)了解复数的代数表示方法
【教学重难点】
重点:引进虚数单位i的必要性、对i的规定、复数的有关概念
难点:实数系扩充到复数系的过程的理解,复数概念的理解
【教学过程】
一、创设情景、提出问题
问题1:我们知道,对于实系数一元二次方程,没有实数根.我们能否将实数集进行扩充,使得在新的数集中,该问题能得到圆满解决呢?
问题2:类比引进,就可以解决方程在有理数集中无解的问题,怎么解决在实数集中无解的问题呢?
问题3:把实数和新引进的数i像实数那样进行运算,并希望运算时有关的运算律仍成立,你得到什么样的数?
二、学生活动
1.复数的概念:
⑴虚数单位:数__叫做虚数单位,具有下面的性质:
①_________
②______________________________________________
⑵复数:形如__________叫做复数,常用字母___表示,全体复数构成的集合叫做______,常用字母___表示.
⑶复数的代数形式:_________,其中____叫做复数的实部,___叫做复数的虚部,复数的实部和虚部都是___数.
(4)对于复数a+bi(a,b∈R),
当且仅当_____时,它是实数;
当且仅当_____时,它是实数0;
当_______时,叫做虚数;
当_______时,叫做纯虚数;
2.学生分组讨论
⑴复数集C和实数集R之间有什么关系?
⑵如何对复数a+bi(a,b∈R)进行分类?
⑶复数集、实数集、虚数集、纯虚数集之间的关系,可以用韦恩图表示出来吗?
3.练习:
(1).下列数中,哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数?并分别指出这些复数的实部与虚部各是什么?
2+2i,0.618,2i/7,0,
5i+8,3-9i
(2)、判断下列命题是否正确:
(1)若a、b为实数,则Z=a+bi为虚数
(2)若b为实数,则Z=bi必为纯虚数
(3)若a为实数,则Z=a一定不是虚数
三、归纳总结、提升拓展
例1实数m分别取什么值时,复数
z=m+1+(m-1)i
是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
解:
归纳总结:
确定复数z=a+bi是实数、虚数、纯虚数的条件是:练习:实数m分别取什么值时,复数
z=m2+m-2+(m2-1)i
是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?
两个复数相等,即两个复数相等的充要条件是它们的实部与虚部分别对应相等.也就是
a+bi=c+di_______________________(a、b、c、d为实数)
由此容易出:a+bi=0_______________________
例2已知x+2y+(2x+6)i=3x-2,其中,x,y为实数,求x与y.
四、反馈训练、巩固落实
1、若x,y为实数,且2x-2y+(x+y)i=x-2i
求x与y.
2、若x为实数,且(2x2-3x-2)+(x2-5x+6)i=0,求x的值.
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,使教师有一个简单易懂的教学思路。教案的内容要写些什么更好呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“选修1-2第三章数系的扩充与复数的引入测试题及答案”,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!
第三章数系的扩充与复数的引入
一.选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.是复数为纯虚数的()
A.充分条件B.必要条件C.充要条件D.非充分非必要条件
2.设,则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
3.()
A.B.C.D.
4.复数z满足,那么=()
A.2+iB.2-iC.1+2iD.1-2i
5.如果复数的实部与虚部互为相反数,那么实数b等于()
A.2B.23C.2D.-23
6.集合{Z︱Z=},用列举法表示该集合,这个集合是()
A{0,2,-2}B.{0,2}
C.{0,2,-2,2}D.{0,2,-2,2,-2}
7.设O是原点,向量对应的复数分别为,那么向量对应的复数是()
8、复数,则在复平面内的点位于第()象限。
A.一B.二C.三D.四
9.复数不是纯虚数,则有()
10.设i为虚数单位,则的值为()
A.4B.-4C.4iD.-4i
二.填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上。)
11.设(为虚数单位),则z=;|z|=.
12.复数的实部为,虚部为。
13.已知复数z与(z+2)2-8i均是纯虚数,则z=
14.设,,复数和在复平面内对应点分别为A、B,O为原点,则的面积为。
三.解答题(本大题共6小题,每小题74分,共80分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。)
15.(本小题满分12分)
已知复数z=(2+)).当实数m取什么值时,复数z是:
(1)零;(2)虚数;(3)纯虚数;(4)复平面内第二、四象限角平分线上的点对应的复数。
(本小题满分13分)
17.(本小题满分13分)
设R,若z对应的点在直线上。求m的值。
18.(本小题满分14分)
已知关于的方程组有实数,求的值。
19.(本小题满分14分)
20(本小题满分13分)
若复数,求实数使。(其中为的共轭复数)
第三章数系的扩充与复数的引入
1.解析:B
2.解析:D点拨:。
3.解析:B点拨:原式==
4.解析:B点拨:化简得
5.解析:D点拨:,由因为实部与虚部互为相反数,即,解得。
6.解析:A点拨:根据成周期性变化可知。
7.解析:B点拨:
8.解析:D点拨:
9.解析:C点拨:需要,即。
10.解析:B点拨:=-4
11.解析:,点拨:
12.解析:1,点拨:
13.解析:点拨:设代入解得,故
14.解析:1点拨:
16.解:
将上述结果代入第二个等式中得
20.解析:由,可知,代入得:
,即
则,解得或。
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