在高考中,對復(fù)數(shù)的考查往往以小題形式出現(xiàn).有道是“大題大做,小題小做”.對于解答小題,必須講究技巧,找準(zhǔn)方法,只有這樣,才能快速解答.那么,復(fù)數(shù)問題解題技巧去哪兒了?就讓本文與你一起去追蹤.
一、化復(fù)數(shù)問題為實數(shù)問題
例1設(shè)z2=z1-i1(其中1表示z1的共軛復(fù)數(shù)),已知z2的實部是-1,則z2的虛部為.
分析:因為復(fù)數(shù)的實部與虛部均為實數(shù),故可依據(jù)復(fù)數(shù)相等的概念,原問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)范圍內(nèi)的方程組問題.
解:設(shè)出復(fù)數(shù)z1,z2,利用復(fù)數(shù)問題實數(shù)化的方法即可解決.設(shè)z1=x+yi,z2=-1+bi(x,y,b都是實數(shù)),則有z1-i1=(x+yi)-i(x-yi)=(x-y)+(y-x)i,由已知z2=z1-i1,結(jié)合復(fù)數(shù)相等的概念得-1=x-yb=y-x,所以b=1,即z2的虛部為1.故答案:1.
評注:復(fù)數(shù)是實數(shù)的拓展,其實部與虛部均為實數(shù),因此復(fù)數(shù)問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)問題解決.
變式練習(xí)1已知復(fù)數(shù)|z|=12,則|z2-z+14|的最大值是().
A. 2B. 1C. 34D. 12
答案:B.
解析:設(shè)z=x+yi(x,y∈R).∵|z|=12,∴x2+y2=14,
∴|z2-z+14|=|(z-12)2|=|z-12|2=(x-12)2+y2=12-x.
∵-12≤x≤12,∴當(dāng)x=-12時,|z2-z+14|有最大值1.
二、巧用特殊等式
例2計算-23+i1+23i+(21-i)1996.
分析:本題若按復(fù)數(shù)除法和乘法法則直接計算,則顯得十分繁瑣,若能結(jié)合題目特點(diǎn),聯(lián)想結(jié)論(1±i)2=±2i,并注意到-23+i=i(1+23i),不難找出簡捷解法.
解:原式=i(1+23i)1+23i+[(21-i)2]998=i+(2-2i)998=i+i998=i+i4×249+2=i+i2=-1+i.
評注:代數(shù)形式的復(fù)數(shù)運(yùn)算,基本思路是應(yīng)用法則,但如果能通過對表達(dá)式的結(jié)構(gòu)特征的分析,靈活運(yùn)用i的冪的性質(zhì)和復(fù)數(shù)運(yùn)算中的一些特殊等式,如(1±i)2=±2i,1+i1-i=i,(-12+32i)3=1等,將有效地簡化運(yùn)算,提高解題速度.
變式練習(xí)2計算(-1+3i)51+3i的結(jié)果是.
答案:-16.
解析:原式=25(-12+32i)52(12+32i)
=24(-12+32i)6(12+32i)(-12+32i)
=16×12-(-12-32i)(-12+32i)=-16.
三、巧用復(fù)數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
例3求|2i(-4+3i)(1-i)(3+i)(3-i)(1+2i)|的值為.
分析:這是復(fù)數(shù)的求模運(yùn)算,由多個復(fù)數(shù)經(jīng)過乘除運(yùn)算得到,因此可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì),進(jìn)行求值運(yùn)算.
解:原式=|2i|·|-4+3i|·|1-i||3+i|·|3-i|·|1+2i|
=2·|-4+3i|·|1-i||3+i|2·|1+2i|=2×5×222×5=52.
評注:利用復(fù)數(shù)的性質(zhì)可以簡化計算.經(jīng)常用到的有:(1)|z1·z2|=|z1|·|z2|;(2)|z1z2|=|z1||z2|;(3)z·=|z|2=||2等.
變式練習(xí)3設(shè)復(fù)數(shù)z滿足關(guān)系式z+||=2+i,那么z等于()
A. -34+iB. 34-i
C. -34-iD. 34+i
答案:D.
解析:原關(guān)系式可化為z=2-||+i,
又|z|=||且為實數(shù),兩邊取模得|z|=(2-|z|)2+1,
解得|z|=54,則z=2-54+i=34+i.
四、整體代換
例4已知z1,z2為復(fù)數(shù),(3+i)z1為實數(shù),z2=z12+i,且|z2|=52,則z2=.
分析:兩種思路解此類問題:一是設(shè)出z1、z2,然后代入解方程;二是利用整體代換的思想求解.第二種思路更簡捷.
解:因為z2=z12+i,所以z1=z2(2+i),
故(3+i)z1=z2(2+i)(3+i)=z2(5+5i)∈R,
∵|z2|=52,∴|z2·(5+5i)|=|z2|·|5+5i|=50,
∴z2(5+5i)=±50,∴z2=±505+5i=±101+i=±(5-5i).
評注:復(fù)數(shù)的綜合運(yùn)算中會涉及模、共軛及分類等,求z時要注意是把z看作一個整體還是設(shè)為代數(shù)形式應(yīng)用方程思想;當(dāng)z是實數(shù)或純虛數(shù)時注意常見結(jié)論的應(yīng)用.
變式練習(xí)4設(shè)復(fù)數(shù)z和它的共軛復(fù)數(shù)滿足4z+2=33+i,則復(fù)數(shù)z的值是.
答案:32+12i.
解析:設(shè)z=a+bi(a,b∈R),將4z+2=33+i化為2z+(2z+2)=33+i.
由2z+2=2(a+bi)+2(a-bi)=4a,整體代入,得2z+4a=33+i,6a+2bi=33+i.
根據(jù)復(fù)數(shù)相等的充要條件,得a=32,b=12.故z=32+12i.
五、利用復(fù)數(shù)的幾何意義
例5已知復(fù)數(shù)|z|=2,則復(fù)數(shù)1+3i+z的模的最大值為.
分析:若令ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),根據(jù)|z|=2及復(fù)數(shù)減法的幾何意義,即可得到滿足條件的復(fù)數(shù)ω對應(yīng)的W的軌跡,依據(jù)圖形即可解題.
解:由|z|=2,可知復(fù)數(shù)z對應(yīng)的點(diǎn)Z在以原點(diǎn)為圓心,以2為半徑的圓上.設(shè)ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),∴|ω-(1+3i)|=2,故復(fù)數(shù)ω在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點(diǎn)W在以(1,3)為圓心,以2為半徑的圓上(如圖).由圖形可知,當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)A處時,復(fù)數(shù)ωA的模最大;當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)B處時,復(fù)數(shù)ωB的模最小.
所以模的最大值為4.
評注:這是復(fù)數(shù)幾何意義應(yīng)用中比較典型的問題,該問題除利用幾何意義求解外,還可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì):||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|進(jìn)行求解.
變式練習(xí)5復(fù)數(shù)z滿足條件|z+2|=|z-4i|,則|z|的最小值為.
答案:455.
解析:由|z+2|=|z-4i|知,復(fù)數(shù)z對應(yīng)點(diǎn)的軌跡為線段AB的垂直平分線,其中A(-2,0),B(0,4),|z|即原點(diǎn)到垂直平分線上的點(diǎn)的距離.故|z|min=455.
變式練習(xí)6已知復(fù)數(shù)z1,z2滿足|z1|=7+1,|z2|=7-1,且|z1-z2|=4,則|z1+z2|的值為.
答案:4.
解析:設(shè)復(fù)數(shù)z1,z2在復(fù)平面上對應(yīng)的點(diǎn)為Z1,Z2,由于(7+1)2+(7-1)2=42,故|z1|2+|z2|2=|z1-z2|2,故以O(shè)Z1,OZ2為鄰邊的平行四邊形是矩形,|z1+z2|=|z1-z2|=4.
(作者:王佩其,太倉市明德高級中學(xué))endprint
在高考中,對復(fù)數(shù)的考查往往以小題形式出現(xiàn).有道是“大題大做,小題小做”.對于解答小題,必須講究技巧,找準(zhǔn)方法,只有這樣,才能快速解答.那么,復(fù)數(shù)問題解題技巧去哪兒了?就讓本文與你一起去追蹤.
一、化復(fù)數(shù)問題為實數(shù)問題
例1設(shè)z2=z1-i1(其中1表示z1的共軛復(fù)數(shù)),已知z2的實部是-1,則z2的虛部為.
分析:因為復(fù)數(shù)的實部與虛部均為實數(shù),故可依據(jù)復(fù)數(shù)相等的概念,原問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)范圍內(nèi)的方程組問題.
解:設(shè)出復(fù)數(shù)z1,z2,利用復(fù)數(shù)問題實數(shù)化的方法即可解決.設(shè)z1=x+yi,z2=-1+bi(x,y,b都是實數(shù)),則有z1-i1=(x+yi)-i(x-yi)=(x-y)+(y-x)i,由已知z2=z1-i1,結(jié)合復(fù)數(shù)相等的概念得-1=x-yb=y-x,所以b=1,即z2的虛部為1.故答案:1.
評注:復(fù)數(shù)是實數(shù)的拓展,其實部與虛部均為實數(shù),因此復(fù)數(shù)問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)問題解決.
變式練習(xí)1已知復(fù)數(shù)|z|=12,則|z2-z+14|的最大值是().
A. 2B. 1C. 34D. 12
答案:B.
解析:設(shè)z=x+yi(x,y∈R).∵|z|=12,∴x2+y2=14,
∴|z2-z+14|=|(z-12)2|=|z-12|2=(x-12)2+y2=12-x.
∵-12≤x≤12,∴當(dāng)x=-12時,|z2-z+14|有最大值1.
二、巧用特殊等式
例2計算-23+i1+23i+(21-i)1996.
分析:本題若按復(fù)數(shù)除法和乘法法則直接計算,則顯得十分繁瑣,若能結(jié)合題目特點(diǎn),聯(lián)想結(jié)論(1±i)2=±2i,并注意到-23+i=i(1+23i),不難找出簡捷解法.
解:原式=i(1+23i)1+23i+[(21-i)2]998=i+(2-2i)998=i+i998=i+i4×249+2=i+i2=-1+i.
評注:代數(shù)形式的復(fù)數(shù)運(yùn)算,基本思路是應(yīng)用法則,但如果能通過對表達(dá)式的結(jié)構(gòu)特征的分析,靈活運(yùn)用i的冪的性質(zhì)和復(fù)數(shù)運(yùn)算中的一些特殊等式,如(1±i)2=±2i,1+i1-i=i,(-12+32i)3=1等,將有效地簡化運(yùn)算,提高解題速度.
變式練習(xí)2計算(-1+3i)51+3i的結(jié)果是.
答案:-16.
解析:原式=25(-12+32i)52(12+32i)
=24(-12+32i)6(12+32i)(-12+32i)
=16×12-(-12-32i)(-12+32i)=-16.
三、巧用復(fù)數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
例3求|2i(-4+3i)(1-i)(3+i)(3-i)(1+2i)|的值為.
分析:這是復(fù)數(shù)的求模運(yùn)算,由多個復(fù)數(shù)經(jīng)過乘除運(yùn)算得到,因此可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì),進(jìn)行求值運(yùn)算.
解:原式=|2i|·|-4+3i|·|1-i||3+i|·|3-i|·|1+2i|
=2·|-4+3i|·|1-i||3+i|2·|1+2i|=2×5×222×5=52.
評注:利用復(fù)數(shù)的性質(zhì)可以簡化計算.經(jīng)常用到的有:(1)|z1·z2|=|z1|·|z2|;(2)|z1z2|=|z1||z2|;(3)z·=|z|2=||2等.
變式練習(xí)3設(shè)復(fù)數(shù)z滿足關(guān)系式z+||=2+i,那么z等于()
A. -34+iB. 34-i
C. -34-iD. 34+i
答案:D.
解析:原關(guān)系式可化為z=2-||+i,
又|z|=||且為實數(shù),兩邊取模得|z|=(2-|z|)2+1,
解得|z|=54,則z=2-54+i=34+i.
四、整體代換
例4已知z1,z2為復(fù)數(shù),(3+i)z1為實數(shù),z2=z12+i,且|z2|=52,則z2=.
分析:兩種思路解此類問題:一是設(shè)出z1、z2,然后代入解方程;二是利用整體代換的思想求解.第二種思路更簡捷.
解:因為z2=z12+i,所以z1=z2(2+i),
故(3+i)z1=z2(2+i)(3+i)=z2(5+5i)∈R,
∵|z2|=52,∴|z2·(5+5i)|=|z2|·|5+5i|=50,
∴z2(5+5i)=±50,∴z2=±505+5i=±101+i=±(5-5i).
評注:復(fù)數(shù)的綜合運(yùn)算中會涉及模、共軛及分類等,求z時要注意是把z看作一個整體還是設(shè)為代數(shù)形式應(yīng)用方程思想;當(dāng)z是實數(shù)或純虛數(shù)時注意常見結(jié)論的應(yīng)用.
變式練習(xí)4設(shè)復(fù)數(shù)z和它的共軛復(fù)數(shù)滿足4z+2=33+i,則復(fù)數(shù)z的值是.
答案:32+12i.
解析:設(shè)z=a+bi(a,b∈R),將4z+2=33+i化為2z+(2z+2)=33+i.
由2z+2=2(a+bi)+2(a-bi)=4a,整體代入,得2z+4a=33+i,6a+2bi=33+i.
根據(jù)復(fù)數(shù)相等的充要條件,得a=32,b=12.故z=32+12i.
五、利用復(fù)數(shù)的幾何意義
例5已知復(fù)數(shù)|z|=2,則復(fù)數(shù)1+3i+z的模的最大值為.
分析:若令ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),根據(jù)|z|=2及復(fù)數(shù)減法的幾何意義,即可得到滿足條件的復(fù)數(shù)ω對應(yīng)的W的軌跡,依據(jù)圖形即可解題.
解:由|z|=2,可知復(fù)數(shù)z對應(yīng)的點(diǎn)Z在以原點(diǎn)為圓心,以2為半徑的圓上.設(shè)ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),∴|ω-(1+3i)|=2,故復(fù)數(shù)ω在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點(diǎn)W在以(1,3)為圓心,以2為半徑的圓上(如圖).由圖形可知,當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)A處時,復(fù)數(shù)ωA的模最大;當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)B處時,復(fù)數(shù)ωB的模最小.
所以模的最大值為4.
評注:這是復(fù)數(shù)幾何意義應(yīng)用中比較典型的問題,該問題除利用幾何意義求解外,還可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì):||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|進(jìn)行求解.
變式練習(xí)5復(fù)數(shù)z滿足條件|z+2|=|z-4i|,則|z|的最小值為.
答案:455.
解析:由|z+2|=|z-4i|知,復(fù)數(shù)z對應(yīng)點(diǎn)的軌跡為線段AB的垂直平分線,其中A(-2,0),B(0,4),|z|即原點(diǎn)到垂直平分線上的點(diǎn)的距離.故|z|min=455.
變式練習(xí)6已知復(fù)數(shù)z1,z2滿足|z1|=7+1,|z2|=7-1,且|z1-z2|=4,則|z1+z2|的值為.
答案:4.
解析:設(shè)復(fù)數(shù)z1,z2在復(fù)平面上對應(yīng)的點(diǎn)為Z1,Z2,由于(7+1)2+(7-1)2=42,故|z1|2+|z2|2=|z1-z2|2,故以O(shè)Z1,OZ2為鄰邊的平行四邊形是矩形,|z1+z2|=|z1-z2|=4.
(作者:王佩其,太倉市明德高級中學(xué))endprint
在高考中,對復(fù)數(shù)的考查往往以小題形式出現(xiàn).有道是“大題大做,小題小做”.對于解答小題,必須講究技巧,找準(zhǔn)方法,只有這樣,才能快速解答.那么,復(fù)數(shù)問題解題技巧去哪兒了?就讓本文與你一起去追蹤.
一、化復(fù)數(shù)問題為實數(shù)問題
例1設(shè)z2=z1-i1(其中1表示z1的共軛復(fù)數(shù)),已知z2的實部是-1,則z2的虛部為.
分析:因為復(fù)數(shù)的實部與虛部均為實數(shù),故可依據(jù)復(fù)數(shù)相等的概念,原問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)范圍內(nèi)的方程組問題.
解:設(shè)出復(fù)數(shù)z1,z2,利用復(fù)數(shù)問題實數(shù)化的方法即可解決.設(shè)z1=x+yi,z2=-1+bi(x,y,b都是實數(shù)),則有z1-i1=(x+yi)-i(x-yi)=(x-y)+(y-x)i,由已知z2=z1-i1,結(jié)合復(fù)數(shù)相等的概念得-1=x-yb=y-x,所以b=1,即z2的虛部為1.故答案:1.
評注:復(fù)數(shù)是實數(shù)的拓展,其實部與虛部均為實數(shù),因此復(fù)數(shù)問題可轉(zhuǎn)化為實數(shù)問題解決.
變式練習(xí)1已知復(fù)數(shù)|z|=12,則|z2-z+14|的最大值是().
A. 2B. 1C. 34D. 12
答案:B.
解析:設(shè)z=x+yi(x,y∈R).∵|z|=12,∴x2+y2=14,
∴|z2-z+14|=|(z-12)2|=|z-12|2=(x-12)2+y2=12-x.
∵-12≤x≤12,∴當(dāng)x=-12時,|z2-z+14|有最大值1.
二、巧用特殊等式
例2計算-23+i1+23i+(21-i)1996.
分析:本題若按復(fù)數(shù)除法和乘法法則直接計算,則顯得十分繁瑣,若能結(jié)合題目特點(diǎn),聯(lián)想結(jié)論(1±i)2=±2i,并注意到-23+i=i(1+23i),不難找出簡捷解法.
解:原式=i(1+23i)1+23i+[(21-i)2]998=i+(2-2i)998=i+i998=i+i4×249+2=i+i2=-1+i.
評注:代數(shù)形式的復(fù)數(shù)運(yùn)算,基本思路是應(yīng)用法則,但如果能通過對表達(dá)式的結(jié)構(gòu)特征的分析,靈活運(yùn)用i的冪的性質(zhì)和復(fù)數(shù)運(yùn)算中的一些特殊等式,如(1±i)2=±2i,1+i1-i=i,(-12+32i)3=1等,將有效地簡化運(yùn)算,提高解題速度.
變式練習(xí)2計算(-1+3i)51+3i的結(jié)果是.
答案:-16.
解析:原式=25(-12+32i)52(12+32i)
=24(-12+32i)6(12+32i)(-12+32i)
=16×12-(-12-32i)(-12+32i)=-16.
三、巧用復(fù)數(shù)運(yùn)算的性質(zhì)
例3求|2i(-4+3i)(1-i)(3+i)(3-i)(1+2i)|的值為.
分析:這是復(fù)數(shù)的求模運(yùn)算,由多個復(fù)數(shù)經(jīng)過乘除運(yùn)算得到,因此可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì),進(jìn)行求值運(yùn)算.
解:原式=|2i|·|-4+3i|·|1-i||3+i|·|3-i|·|1+2i|
=2·|-4+3i|·|1-i||3+i|2·|1+2i|=2×5×222×5=52.
評注:利用復(fù)數(shù)的性質(zhì)可以簡化計算.經(jīng)常用到的有:(1)|z1·z2|=|z1|·|z2|;(2)|z1z2|=|z1||z2|;(3)z·=|z|2=||2等.
變式練習(xí)3設(shè)復(fù)數(shù)z滿足關(guān)系式z+||=2+i,那么z等于()
A. -34+iB. 34-i
C. -34-iD. 34+i
答案:D.
解析:原關(guān)系式可化為z=2-||+i,
又|z|=||且為實數(shù),兩邊取模得|z|=(2-|z|)2+1,
解得|z|=54,則z=2-54+i=34+i.
四、整體代換
例4已知z1,z2為復(fù)數(shù),(3+i)z1為實數(shù),z2=z12+i,且|z2|=52,則z2=.
分析:兩種思路解此類問題:一是設(shè)出z1、z2,然后代入解方程;二是利用整體代換的思想求解.第二種思路更簡捷.
解:因為z2=z12+i,所以z1=z2(2+i),
故(3+i)z1=z2(2+i)(3+i)=z2(5+5i)∈R,
∵|z2|=52,∴|z2·(5+5i)|=|z2|·|5+5i|=50,
∴z2(5+5i)=±50,∴z2=±505+5i=±101+i=±(5-5i).
評注:復(fù)數(shù)的綜合運(yùn)算中會涉及模、共軛及分類等,求z時要注意是把z看作一個整體還是設(shè)為代數(shù)形式應(yīng)用方程思想;當(dāng)z是實數(shù)或純虛數(shù)時注意常見結(jié)論的應(yīng)用.
變式練習(xí)4設(shè)復(fù)數(shù)z和它的共軛復(fù)數(shù)滿足4z+2=33+i,則復(fù)數(shù)z的值是.
答案:32+12i.
解析:設(shè)z=a+bi(a,b∈R),將4z+2=33+i化為2z+(2z+2)=33+i.
由2z+2=2(a+bi)+2(a-bi)=4a,整體代入,得2z+4a=33+i,6a+2bi=33+i.
根據(jù)復(fù)數(shù)相等的充要條件,得a=32,b=12.故z=32+12i.
五、利用復(fù)數(shù)的幾何意義
例5已知復(fù)數(shù)|z|=2,則復(fù)數(shù)1+3i+z的模的最大值為.
分析:若令ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),根據(jù)|z|=2及復(fù)數(shù)減法的幾何意義,即可得到滿足條件的復(fù)數(shù)ω對應(yīng)的W的軌跡,依據(jù)圖形即可解題.
解:由|z|=2,可知復(fù)數(shù)z對應(yīng)的點(diǎn)Z在以原點(diǎn)為圓心,以2為半徑的圓上.設(shè)ω=1+3i+z,則z=ω-(1+3i),∴|ω-(1+3i)|=2,故復(fù)數(shù)ω在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點(diǎn)W在以(1,3)為圓心,以2為半徑的圓上(如圖).由圖形可知,當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)A處時,復(fù)數(shù)ωA的模最大;當(dāng)點(diǎn)W落在點(diǎn)B處時,復(fù)數(shù)ωB的模最小.
所以模的最大值為4.
評注:這是復(fù)數(shù)幾何意義應(yīng)用中比較典型的問題,該問題除利用幾何意義求解外,還可以利用復(fù)數(shù)模的性質(zhì):||z1|-|z2||≤|z1-z2|≤|z1|+|z2|進(jìn)行求解.
變式練習(xí)5復(fù)數(shù)z滿足條件|z+2|=|z-4i|,則|z|的最小值為.
答案:455.
解析:由|z+2|=|z-4i|知,復(fù)數(shù)z對應(yīng)點(diǎn)的軌跡為線段AB的垂直平分線,其中A(-2,0),B(0,4),|z|即原點(diǎn)到垂直平分線上的點(diǎn)的距離.故|z|min=455.
變式練習(xí)6已知復(fù)數(shù)z1,z2滿足|z1|=7+1,|z2|=7-1,且|z1-z2|=4,則|z1+z2|的值為.
答案:4.
解析:設(shè)復(fù)數(shù)z1,z2在復(fù)平面上對應(yīng)的點(diǎn)為Z1,Z2,由于(7+1)2+(7-1)2=42,故|z1|2+|z2|2=|z1-z2|2,故以O(shè)Z1,OZ2為鄰邊的平行四邊形是矩形,|z1+z2|=|z1-z2|=4.
(作者:王佩其,太倉市明德高級中學(xué))endprint