复数知识点与题型归纳
一、知识点
1.复数的有关概念
(1)复数的概念:
形如a+bi(a,b∈R)的数叫复数,其中a,b分别是它的实部和虚部.若b=0,则a+bi为实数;若b≠0,则a+bi为虚数;若a=0且b≠0,则a+bi为纯虚数.
(2)复数相等:a+bi=c+di⇔a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(3)共轭复数:a+bi与c+di共轭⇔a=c,b=-d(a,b,c,d∈R).
(4)复数的模:
向量eq \o(OZ,\s\up7(―→))的模叫做复数z=a+bi(a,b∈R)的模,记作|z|或|a+bi|,即|z|=|a+bi|=eq \r(a2+b2).
2.复数的几何意义
(1)复数z=a+bi复平面内的点Z(a,b)(a,b∈R).
(2)复数z=a+bi(a,b∈R) 平面向量eq \o(OZ,\s\up7(―→)).
3.复数的运算
(1)复数的加、减、乘、除运算法则
设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则
①加法:z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i;
②减法:z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i;
③乘法:z1·z2=(a+bi)·(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
④除法:eq \f(z1,z2)=eq \f(a+bi,c+di)=eq \f((a+bi((c-di(,(c+di((c-di()=eq \f(ac+bd,c2+d2)+eq \f(bc-ad,c2+d2)i(c+di≠0).
(2)复数加法的运算定律
复数的加法满足交换律、结合律,即对任何z1,z2,z3∈C,有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
4.常用结论
1.(1±i)2=±2i;eq \f(1+i,1-i)=i;eq \f(1-i,1+i)=-i.
2.i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i(n∈N*).
3.,,,.
二、巩固练习
题型一.复数的有关概念
1.(2019·全国卷Ⅲ)若z(1+i)=2i,则z=( )
A.-1-i B.-1+i C.1-i D.1+i
2.已知i为虚数单位,若复数z=eq \f(a,1-2i)+i(a∈R)的实部与虚部互为相反数,则a=( )
A.-5 B.-1 C.-eq \f(1,3) D.-eq \f(5,3)
3.若(1-mi)(m+i)<0,其中i为虚数单位,则m的值为( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
4.若复数z=eq \f(a,1+i)+1为纯虚数,则实数a=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
5.已知复数𝑧=2𝑖1+𝑖(i虚数单位),则z⋅𝑧=( )
A.2 B.2 C.1 D.12
6.若𝑎−𝑖𝑖=b+2i,其中a,b∈R,i是虚数单位,则a+b的值( )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
7.若复数z满足eq \f(z,1-i)=i,其中i为虚数单位,则共轭复数=( )
A.1+i B.1-i C.-1-i D.-1+i
8.设复数z满足1+𝑧1−𝑧=i,则|z|=( )
A.1 B.2 C.3 D.2
9.若复数z满足,则下列说法正确的是( )
A.z的虚部为i B.z为实数 C.|z|=2 D.z+𝑧=2i
10.若复数Z的实部为1,且|Z|=2,则复数Z的虚部是( )
A.−3 B.±3 C.±3i D.3i
11.-3+2i是方程2x2+px+q=0的一个根,且p,q∈R,则p+q= .
题型二.复数的几何意义
1.(1)(2019·全国卷Ⅰ)设复数z满足|z-i|=1,z在复平面内对应的点为(x,y),则( )
A.(x+1)2+y2=1 B.(x-1)2+y2=1
C.x2+(y-1)2=1 D.x2+(y+1)2=1
2.设i是虚数单位,𝑧的复数z的共轭复数,z=1+2i,则复数z+i•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
3.设(1-i)x=1+yi,其中x,y是实数,则x+yi在复平面内所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4.设a∈R,若复数 EMBED Equation.KSEE3 在复平面内对应的点位于实轴上,则a=( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.2
5.如图,在复平面内,复数z1,z2对应的向量分别是𝑂𝐴→,𝑂𝐵→,则复数z1·z2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
6.在复平面内,O是坐标原点,向量𝑂𝐴→对应的复数是﹣2+i,若点A关于实轴
的对称点为点B,则向量𝑂𝐵→对应的复数的模为 .
7.设复数z1,z2在复平面内对应的点关于实轴对称,z1=2+i,则eq \f(z1,z2)=( )
A.1+i B.eq \f(3,5)+eq \f(4,5)i C.1+eq \f(4,5)i D.1+eq \f(4,3)i
8.已知i为虚数单位,且复数z满足𝑧−2𝑖=11−𝑖,则复数z在复平面内的点到原点的距离为( )
A.132 B.262 C.102 D.52
9.已知复数z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-4i,它们在复平面内对应的点分别为A,B,C,若𝑂𝐶→=λ𝑂𝐴→+μ𝑂𝐵→
(λ,μ∈R),则λ+μ的值是 .
10.若复数z满足|z-i|≤eq \r(2)(i为虚数单位),则z在复平面内所对应的图形的面积为 .
题型三.复数的指数幂运算
1.若复数z=2𝑖1+𝑖7(i为虚数单位),则复数𝑧在复平面上对应的点所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知a为实数,若复数 EMBED Equation.KSEE3 为纯虚数,则𝑎+𝑖20201+𝑖的值为( )
A.1 B.0 C.1+i D.1﹣i
3.已知复数z满足z•i2020=1+i2019(其中i为虚数单位),则复数z的虚部是( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
4.设i是虚数单位,则复数z=(1+𝑖1−𝑖)2013=( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
5.已知复数z=﹣1+i,则𝑧+2𝑧2+𝑧=( )
A.﹣1 B.1 C.﹣i D.i
6.若Z=1+i,则 EMBED Equation.KSEE3 =( )
A.0 B.1 C.2 D.2
当z=−1−𝑖2时,z100+z50+1的值等于 .
8.已知复数z=eq \f(i+i2+i3+…+i2 018,1+i),则复数z在复平面内对应点的坐标为 .
题型四.待定系数在复数中的应用——最值问题
1.若复数z满足3z+𝑧=−4+2i,则z=( )
A.1+i B.1﹣i C.﹣1﹣i D.﹣1+i
2.设复数z满足z2=3+4i(i是虚数单位),则z的模为( )
A.25 B.5 C.5 D.2+i
3.设复数z满足 EMBED Equation.KSEE3 , EMBED Equation.KSEE3 , EMBED Equation.KSEE3 ,则 EMBED Equation.KSEE3 = .
4.已知z∈C,且 EMBED Equation.KSEE3 ,则|z﹣2﹣2i|(i为虚数单位)的最小值是( )
A.22−1 B.22+1 C.2 D.22
5.设复数z1,z2满足 EMBED Equation.KSEE3 , EMBED Equation.KSEE3 ,则 EMBED Equation.KSEE3 的最大值为( )
A.3+23 B.210 C.3+10 D.6
已知复数z=x+yi(x,y∈R)满足条件|z﹣4i|=|z+2|,则2x+4y的最小值是 .
三、答案与解析
题型一.复数的有关概念
1.【解答】:(1)由题意得z=eq \f(2i,1+i)=eq \f(2i1-i,1+i1-i)=1+i,故选D.
2.【解答】:z=eq \f(a,1-2i)+i=eq \f(a1+2i,1-2i1+2i)+i=eq \f(a,5)+eq \f(2a+5,5)i,
因为复数z=eq \f(a,1-2i)+i(a∈R)的实部与虚部互为相反数,所以-eq \f(a,5)=eq \f(2a+5,5),解得a=-eq \f(5,3).故选D.
3.【解答】:因为(1-mi)(m+i)=2m+(1-m2)i<0,所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2m<0,,1-m2=0,))解得m=-1,故选A.
4.【解答】:因为复数z=eq \f(a,1+i)+1=eq \f(a1-i,1+i1-i)+1=eq \f(a+2,2)-eq \f(a,2)i,因为z为纯虚数,所以 EMBED Equation.KSEE3 ,
所以a=-2.故选A.
5.【解答】:由题意知|𝑧|=|2𝑖||1+𝑖|=|2|2=2,利用性质𝑧⋅𝑧=|𝑧|2,得z⋅𝑧=2,故选:B.
6.【解答】:因为𝑎−𝑖𝑖=−ai﹣1=b+2i,其中a、b∈R,i是虚数单位,所以a=﹣2,b=﹣1,所以a+b=﹣3.
故选:A.
7.【解答】:由题意,得z=i(1-i)=1+i,所以eq \x\to(z)=1-i,故选B.
8.【解答】:因为复数z满足1+𝑧1−𝑧=i,所以1+z=i﹣zi,所以z(1+i)=i﹣1,所以z=𝑖−1𝑖+1=i,所以|z|=1,故选:A.
9.【解答】:因为z(1﹣i)=2i,所以z=2𝑖1−𝑖=2𝑖(1+𝑖)(1−𝑖)(1+𝑖)=−2+2𝑖2=−1+i,
则|z|=2;由于z的虚部是1,则A,B错,z+𝑧=−2,则D错.故选:C.
10.【解答】:复数Z的实部为1,设Z=1+bi.|Z|=2,可得1+𝑏2=2,解得b=±3.复数Z的虚部是±3.
故选:B.
11.【解答】:由题意得2(-3+2i)2+p(-3+2i)+q=0,即2(5-12i)-3p+2pi+q=0,
即(10-3p+q)+(-24+2p)i=0,所以 EMBED Equation.KSEE3 ,所以p=12,q=26,所以p+q=38.
题型二.复数的几何意义
1.【解答】:设复数z与i分别表示复平面内的点Z与点P,则P(0,1),且|z-i|表示复平面内点Z与点P之间的距离,所以点Z(x,y)到点P(0,1)的距离为定值1,所以Z的轨迹是以(0,1)为圆心,1为半径的圆,故选C.
2.【解答】:因为z=1+2i,所以z+i•𝑧=1+2i+i(1﹣2i)=1+2i+i+2=3+3i.
所以复数z+i•𝑧在复平面内对应的点的坐标为(3,3),位于第一象限.故选:A.
3.【解答】:因为x,y是实数,所以(1-i)x=x-xi=1+yi,所以 EMBED Equation.KSEE3 ,解得 EMBED Equation.KSEE3 ,所以x+yi在复平面内所对应的点为(1,-1),位于第四象限.故选D.
4.【解答