十年高考分類解析與應(yīng)試策略數(shù)學(xué)

第十二章  復(fù)  數(shù)

●考點闡釋

復(fù)數(shù)的概念是復(fù)數(shù)理論的基礎(chǔ),在解題活動中它經(jīng)常是思維的突破口;圍繞復(fù)數(shù)的代數(shù)形式和三角形式給出的兩類運算,體現(xiàn)了復(fù)數(shù)知識的廣泛聯(lián)系性和普遍滲透性,這兩種形式及其運算也為我們處理復(fù)數(shù)問題提供了代數(shù)思考方法和三角思考方法;復(fù)數(shù)概念及其運算的幾何意義,為我們從幾何上處理復(fù)數(shù)問題或幾何問題復(fù)數(shù)化提供了廣闊的空間.正確地進(jìn)行復(fù)數(shù)各種形式間的轉(zhuǎn)換,選準(zhǔn)復(fù)數(shù)的表示形式是靈活運用復(fù)數(shù)知識處理復(fù)數(shù)與三角、復(fù)數(shù)與幾何、復(fù)數(shù)與方程綜合題的關(guān)鍵.

●試題類編

1.(2003京春文7,理3)設(shè)復(fù)數(shù)z1=-1+iz2=i,則arg等于(    )

A.-π           B.π            C.π               D.π

2.(2003上海春,14)復(fù)數(shù)z=mR,i為虛數(shù)單位)在復(fù)平面上對應(yīng)的點不可能位于(    )

A.第一象限               B.第二象限                C.第三象限                D.第四象限

3.(2002京皖春,4)如果θ∈(,π),那么復(fù)數(shù)(1+i)(cosθisinθ)的輻角的主值是(    )

A.θ                  B.θ                    C.θ                     D.θ

4.(2002全國,2)復(fù)數(shù)(i3的值是(    )

A. -i                         B.i                               C.-1                           D.1

5.(2002上海,13)如圖12―1,與復(fù)平面中的陰影部分(含邊界)對應(yīng)的復(fù)數(shù)集合是(    )

6.(2001全國文,5)已知復(fù)數(shù)z=,則arg是(    )

A.                   B.                 C.                    D.

7.(2000京皖春文,11)設(shè)復(fù)數(shù)z1=-1-i在復(fù)平面上對應(yīng)向量,將按順時針方向旋轉(zhuǎn)π后得到向量,令對應(yīng)的復(fù)數(shù)z2的輻角主值為θ,則tanθ等于(    )

A.2-                                        B.-2+

C.2+                                         D.-2-

8.(2000全國,2)在復(fù)平面內(nèi),把復(fù)數(shù)3-i對應(yīng)的向量按順時針方向旋轉(zhuǎn),所得向量對應(yīng)的復(fù)數(shù)是(    )

A.2                                          B.-2i    

C.-3i                                     D.3+i

9.(2000上海理,13)復(fù)數(shù)zi是虛數(shù)單位)的三角形式是(    )

A.3[cos()+isin()]   B.3(cosisin

C.3(cosisin)                 D.3(cosisin

10.(2000京皖春,1)復(fù)數(shù)z1=3+i,z2=1-i,則zz1?z2在復(fù)平面內(nèi)的對應(yīng)點位于(    )

A.第一象限                                    B.第二象限   

C.第三象限                                    D.第四象限

11.(2000京皖春理,11)設(shè)復(fù)數(shù)z1=2sinθicosθθ在復(fù)平面上對應(yīng)向量,將按順時針方向旋轉(zhuǎn)π后得到向量,對應(yīng)的復(fù)數(shù)為z2

r(cosisin),則tan等于(    )

A.                                  B.

C.                                   D.

12.(1998全國,8)復(fù)數(shù)-i的一個立方根是i,它的另外兩個立方根是(    )

A.                                   B.

C.±                                      D.±

13.(1996全國,4)復(fù)數(shù)等于(    )

A.1+i                                       B.-1+i   

C.1-i                                     D.-1-i

14.(1994上海,16)設(shè)復(fù)數(shù)z=-ii為虛數(shù)單位),則滿足等式zn=z且大于1的正整數(shù)n中最小的是(    )

A.3                    B.4                    C.6                    D.7

15.(1994全國,9)如果復(fù)數(shù)z滿足|z+i|+|zi|=2,那么|z+i+1|的最小值是(    )

A.1                     B.                 C.2                     D.

二、填空題

16.(2003上海春,6)已知z為復(fù)數(shù),則z+>2的一個充要條件是z滿足      .

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17.(2002京皖春,16)對于任意兩個復(fù)數(shù)z1x1y1iz2x2y2ix1、y1x2、y2為實數(shù)),定義運算“⊙”為:z1z2x1x2y1y2.設(shè)非零復(fù)數(shù)w1、w2在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點分別為P1、P2,點O為坐標(biāo)原點.如果w1w2=0,那么在△P1OP2中,∠P1OP2的大小為       

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18.(2002上海,1)若zC,且(3+zi=1(i為虛數(shù)單位),則z        

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19.(2001上海春,2)若復(fù)數(shù)z滿足方程i=i-1(i是虛數(shù)單位),則z=_____.

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20.(1997上海理,9)已知a=i是虛數(shù)單位),那么a4=_____.

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21.(1995上海,20)復(fù)數(shù)z滿足(1+2i=4+3i,那么z=_____.

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三、解答題

22.(2002上海春,17)已知z、w為復(fù)數(shù),(1+3iz為純虛數(shù),w,且|w|=5,求w

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23.(2002江蘇,17)已知復(fù)數(shù)z=1+i,求實數(shù)ab使az+2b=(a+2z2

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24.(2001京皖春,18)已知z7=1(zCz≠1).

(Ⅰ)證明1+zz2z3z4z5z6=0;

(Ⅱ)設(shè)z的輻角為α,求cosα+cos2α+cos4α的值.

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25.(2001全國理,18)已知復(fù)數(shù)z1i(1-i3.

(Ⅰ)求argz1及|z1|;

(Ⅱ)當(dāng)復(fù)數(shù)z滿足|z|=1,求|zz1|的最大值.

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26.(2001上海理,20)對任意一個非零復(fù)數(shù)z,定義集合Mz={w|wz2n-1,nN}.

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(Ⅰ)設(shè)α是方程x的一個根,試用列舉法表示集合Mα;

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(Ⅱ)設(shè)復(fù)數(shù)ωMz,求證:MωMz

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27.(2001上海文,20)對任意一個非零復(fù)數(shù)z,定義集合Mz={w|wzn,nN}.

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(Ⅰ)設(shè)z是方程x+=0的一個根,試用列舉法表示集合Mz.若在Mz中任取兩個數(shù),求其和為零的概率P;

(Ⅱ)若集合Mz中只有3個元素,試寫出滿足條件的一個z值,并說明理由.

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28.(2000上海春,18)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足|z|=5,且(3+4iz在復(fù)平面上對應(yīng)的點在第二、四象限的角平分線上,|zm|=5mR),求zm的值.

29.(2000上海理,22)已知復(fù)數(shù)z0=1-miM>0),zxyiωx′+yi,其中x,y,x′,y′均為實數(shù),i為虛數(shù)單位,且對于任意復(fù)數(shù)z,有ω?,|ω|=2|z|.

(Ⅰ)試求m的值,并分別寫出x′和y′用x、y表示的關(guān)系式;

(Ⅱ)將(x,y)作為點P的坐標(biāo),(x′,y′)作為點Q的坐標(biāo),上述關(guān)系式可以看作是坐標(biāo)平面上點的一個變換:它將平面上的點P變到這一平面上的點Q.

當(dāng)點P在直線y=x+1上移動時,試求點P經(jīng)該變換后得到的點Q的軌跡方程;

(Ⅲ)是否存在這樣的直線:它上面的任一點經(jīng)上述變換后得到的點仍在該直線上?若存在,試求出所有這些直線;若不存在,則說明理由.

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30.(1999全國理,20)設(shè)復(fù)數(shù)z=3cosθi?2sinθ.求函數(shù)yθ-argz(0<θ)的最大值以及對應(yīng)的θ值.

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31.(1999上海理,19)已知方程x2+(4+ix+4+ai=0(aR)有實數(shù)根b,且z=a+bi,求復(fù)數(shù)(1-ci)(c>0)的輻角主值的取值范圍.

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32.(1999上海文,19)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足4z+2=3+i,ω=sinθicosθθR).求z的值和|zω|的取值范圍.

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33.(1998上海文,18)已知復(fù)數(shù)z1滿足(z1-2)i=1+i,復(fù)數(shù)z2的虛部為2,且z1?z2是實數(shù),求復(fù)數(shù)z2的模.

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34.(1998上海理,18)已知向量所表示的復(fù)數(shù)z滿足(z-2)i=1+i,將繞原點O按順時針方向旋轉(zhuǎn),設(shè)所表示的復(fù)數(shù)為z′,求復(fù)數(shù)z′+i的輻角主值.

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35.(1997全國文,20)已知復(fù)數(shù)z=i,w=i,求復(fù)數(shù)zw+zw3的模及輻角主值.

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36.(1997全國理,20)已知復(fù)數(shù)z=i,ω=i.復(fù)數(shù)zz2ω3在復(fù)數(shù)平面上所對應(yīng)的點分別是P、Q.證明:△OPQ是等腰直角三角形(其中O為原點).

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37.(1997上海理,20)設(shè)虛數(shù)z1z2滿足z12=z2.

(1)若z1、z2是一個實系數(shù)一元二次方程的兩個根,求z1、z2;

(2)若z1=1+mim>0,i為虛數(shù)單位),ω=z2-2,ω的輻角主值為θ,求θ的取值范圍.

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38.(1996上海理,22)設(shè)z是虛數(shù),w=z+是實數(shù),且-1<ω<2.

(Ⅰ)求|z|的值及z的實部的取值范圍;

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(Ⅱ)設(shè)u=,求證:u為純虛數(shù);

(Ⅲ)求wu2的最小值.

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39.(1995上海,22)已知復(fù)數(shù)z1、z2滿足|z1|=|z2|=1,且z1+z2=i.求z1、z2的值.

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40.(1995全國文,22)設(shè)復(fù)數(shù)z=cosθ+isinθθ∈(π,2π).求復(fù)數(shù)z2+z的模和輻角.

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41.(1995全國理,21)在復(fù)平面上,一個正方形的四個頂點按照逆時針方向依次為Z1,Z2,Z3O(其中O是原點),已知Z2對應(yīng)復(fù)數(shù)z2=1+i,求Z1Z3對應(yīng)的復(fù)數(shù).

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42.(1994全國理,21)已知z=1+i,

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(Ⅰ)設(shè)w=z2+3-4,求w的三角形式.

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(Ⅱ)如果=1-i,求實數(shù)a,b的值.

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43.(1994上海,22)設(shè)w為復(fù)數(shù),它的輻角主值為π,且為實數(shù),求復(fù)數(shù)w.

●答案解析

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1.答案:B

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解析一:通過復(fù)數(shù)與復(fù)平面上對應(yīng)點的關(guān)系,分別求出z1、z2的輻角主值.argz1=π,argz2=.

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所以arg∈[0,2π),

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∴argπ.

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解析二:因為.

在復(fù)平面的對應(yīng)點在第一象限.故選B

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的運算法則及幾何意義、輻角主值等概念,同時考查了靈活運用知識解題的能力,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想方法.

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2.答案:A

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解析:由已知z=[(m-4)-2(m+1)i]在復(fù)平面對應(yīng)點如果在第一象限,則而此不等式組無解.即在復(fù)平面上對應(yīng)的點不可能位于第一象限.

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3.答案:B

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解析:(1+i)(cosθisinθ)=(cosisin)(cosθisinθ

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[cos(θ)+isin(θ)]

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θ∈(,π)  ∴θ∈(

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∴該復(fù)數(shù)的輻角主值是θ

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4.答案:C

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解法一:(i3=(cos60°+isin60°)3=cos180°+isin180°=-1

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解法二:,

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5.答案:D

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6.答案:D

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解法一:

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解法二:       ∴

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應(yīng)在第四象限,tanθ,θ=arg

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∴argπ

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7.答案:C

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解析:∵argz1π,argz2π

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∴tanθ=tan=tan75°=tan(45°+30°)=

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8.答案:B

解析:根據(jù)復(fù)數(shù)乘法的幾何意義,所求復(fù)數(shù)是

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9.答案:C

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解法一:采用觀察排除法.復(fù)數(shù)對應(yīng)點在第二象限,而選項A、B中復(fù)數(shù)對應(yīng)點在第一象限,所以可排除.而選項D不是復(fù)數(shù)的三角形式,也可排除,所以選C.

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解法二:把復(fù)數(shù)直接化為復(fù)數(shù)的三角形式,即

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10.答案:D

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解析:

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11.答案:A

解析:設(shè)z1=2sinθicosθ=|z1|(cosαisinα),

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其中|z1|=

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sinα).

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z2=|z1|?[cos(α)+isin(α)]

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r(cosisin).

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∴tan

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12.答案:D

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解法一:∵-i=cos+isin

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∴-i的三個立方根是cosk=0,1,2)

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當(dāng)k=0時,;

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當(dāng)k=1時,

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當(dāng)k=2時,.

故選D.

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解法二:由復(fù)數(shù)開方的幾何意義,i與-i的另外兩個立方根表示的點均勻地分布在以原點為圓心,1為半徑的圓上,于是另外兩個立方根的虛部必為-,排除A、B、C,選D.

評述:本題主要考查了復(fù)數(shù)開方的運算,既可用代數(shù)方法求解,也可用幾何方法求解,但由題干中的提示,幾何法解題較簡捷.

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13.答案:B

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解法一:

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故(2+2i4=26(cosπ+isinπ)=-26,1-

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.

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于是,

所以選B.

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解法二:原式=

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∴應(yīng)選B

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解法三:2+2i的輻角主值是45°,則(2+2i4的輻角是180°;1-i的一個輻角是-60°,則(1-i5的輻角是-300°,所以的一個輻角是480°,它在第二象限,從而排除A、C、D,選B.

評述:本題主要考查了復(fù)數(shù)的基本運算,有一定的深刻性,尤其是選擇項的設(shè)計,隱藏著有益的提示作用,考查了考生觀察問題、思考問題、分析問題的綜合能力.

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14.答案:B

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解析:z=-iz3=1的一個根,記z=ωω4=ω,故選B.

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15.答案:A

解析:設(shè)復(fù)數(shù)z在復(fù)平面的對應(yīng)點為z,因為|z+i|+|zi|=2,所以點Z的集合是y軸上以Z1(0,-1)、Z2(0,1)為端點的線段.

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|z+1+λ|表示線段Z1Z2上的點到點(-1,-1)的距離.此距離的最小值為點Z1(0,-1)到點(-1,-1)的距離,其距離為1.

評述:本題主要考查兩復(fù)數(shù)之差的模的幾何意義,即復(fù)平面上兩點間的距離.

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16.答案:Rez>1

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解析:設(shè)z=a+bi,如果z+>2,即2a>2

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a>1反之,如果a>1,則z+=2a>2,故z+>2的一個充要條件為Rez>1.

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的基本概念、基本運算及充要條件的判斷方法.

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17.答案:

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解析:設(shè)

w1w2=0  ∴由定義x1x2y1y2=0

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OP1OP2  ∴∠P1OP2

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18.答案:z=-3-i

解析:∵(3+zi=1  ∴3+z=-i  ∴z=-3-i

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19.答案:1-i

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解析:∵i=i-1,∴=(i-1)(-i)=1+i

z=1-i.

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20.答案:-4

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解析:a4=[(22=[4=(4

=(-1+i4=(-2i2=-4

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21.答案:2+i

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解析:由已知

z=2+i.

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22.解法一:設(shè)zabia,bR),則(1+3iza-3b+(3abi

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由題意,得a=3b≠0.

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∵|ω|=,

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∴|z|=

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a=3b代入,解得a=±15,b=±15.

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ω=±=±(7-i).

解法二:由題意,設(shè)(1+3izki,k≠0且kR,

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ω

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∵|ω|=5,∴k=±50.

ω=±(7-i).

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23.解:∵z=1+i,

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az+2b=(a+2b)+(a-2bi,

a+2z2=(a+2)2-4+4(a+2)i=(a24a)+4(a+2)i,

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因為a,b都是實數(shù),所以由az+2b=(a+2z2

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兩式相加,整理得a26a+8=0,

解得a1=-2,a2=-4,

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對應(yīng)得b1=-1,b2=2.

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所以,所求實數(shù)為a=-2,b=-1或a=-4,b=2.

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24.(Ⅰ)解法一:z,z2z3,…,z7是一個等比數(shù)列.

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∴由等比數(shù)列求和公式可得:

∴1+zz2z3+…+z6=0

解法二:S=1+zz2+…+z6           ①

zSzz2z3+…+z6z7                   ②

∴①-②得(1-zS=1-z7=0

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S=0

(Ⅱ)z7=1,z=cosαisinα

z7=cos7αisin7α=1,7α=2kπ

zz2z4=-1-z3z5z6

=-1-[cos(2kπ-4α)+isin(2kπ-4α)+cos(2kπ-2α)+isin(2kπ

2α)+cos(2kπα)+isin(2kπα)]

=-1-(cos4αisin4α+cos2αisin2α+cosαisinα

∴2(cosα+cos2α+cos4α)=-1,

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cosα+cos2α+cos4α=-

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解法二:z2?z5=1,z2

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同理z3,z

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zz2z4=-1-

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zzz=-1

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∴cos2α+cosα+cos4α

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25.(Ⅰ)解:z1i(1-i3i(-2i)(1-i)=2(1-i

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∴|z1|=,argz1=2(cosπisinπ

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∴argz1π

(Ⅱ)解法一:|z|=1,∴設(shè)z=cosθisinθ

|zz1|=|cosθisinθ-2+2i|

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當(dāng)sin(θ)=1時|zz1|2取得最大值9+4

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從而得到|zz1|的最大值2+1

解法二:|z|=1可看成z為半徑為1,圓心為(0,0)的圓.

z1可看成在坐標(biāo)系中的點(2,-2)

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∴|zz1|的最大值可以看成點(2,-2)到圓上的點距離最大.由圖12―2可知:|zz1|max=2+1

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26.(Ⅰ)解:∵α是方程x2x+1=0的根

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α1(1+i)或α2(1-i

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當(dāng)α1(1+i)時,∵α12i,α12n-1

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當(dāng)α2(1-i)時,∵α22=-i

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Mα

(Ⅱ)證明:∵ωMz,∴存在MN,使得ωz2m-1

于是對任意nN,ω2n-1z(2m-1)(2n-1)

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由于(2m-1)(2n-1)是正奇數(shù),ω2n-1Mz,∴MωMz

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27.解:(Ⅰ)∵z是方程x2+1=0的根,

z1iz2=-i,不論z1iz2=-i

Mz={i,i2,i3i4}={i,-1,-i,1}

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于是P

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(Ⅱ)取z,

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z2iz3=1.

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于是Mz={zz2,z3}或取zi.(說明:只需寫出一個正確答案).

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28.解:設(shè)zxyix、yR),

∵|z|=5,∴x2y2=25,

而(3+4iz=(3+4i)(xyi)=(3x-4y)+(4x+3yi,

∴3x-4y+4x+3y=0,得y=7x

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又∵(3+4iz在復(fù)平面上對應(yīng)的點在第二、四象限的角平分線上,

x=±,y=±

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z=±(i);z=±(1+7i).

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當(dāng)z=1+7i時,有|1+7im|=5

即(1-m2+72=50,

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m=0,m=2.

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當(dāng)z=-(1+7i)時,同理可得m=0,m=-2.

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29.解:(Ⅰ)由題設(shè),|ω|=|?|=|z0||z|=2|z|,

∴|z0|=2,

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于是由1+m2=4,且m>0,得m,

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因此由x′+yi?

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得關(guān)系式

(Ⅱ)設(shè)點Px,y)在直線y=x+1上,則其經(jīng)變換后的點Qx′,y′)滿足

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消去x,得y′=(2-x′-2+2,

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故點Q的軌跡方程為y=(2-x-2+2.

(Ⅲ)假設(shè)存在這樣的直線,

∵平行坐標(biāo)軸的直線顯然不滿足條件,

∴所求直線可設(shè)為y=kx+bk≠0).

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解:∵該直線上的任一點Px,y),其經(jīng)變換后得到的點Qxyxy)仍在該直線上,

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xykxy)+b,

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即-(k+1)y=(kxb

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當(dāng)b≠0時,方程組無解,

故這樣的直線不存在.

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當(dāng)b=0,由,

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k2+2k=0,

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解得kk,

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故這樣的直線存在,其方程為yxyx.

評述:本題考查了復(fù)數(shù)的有關(guān)概念,參數(shù)方程與普通方程的互化,變換與化歸的思想方法,分類討論的思想方法及待定系數(shù)法等.

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30.解:由0<θ得tanθ>0.

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z=3cosθi?2sinθ,得0<argz及tan(argz)=tanθ

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故tany=tan(θ-argz)=

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+2tanθ≥2

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當(dāng)且僅當(dāng)=2tanθ(0<θ)時,

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即tanθ時,上式取等號.

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所以當(dāng)θ=arctan時,函數(shù)tany取最大值

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yθ-argzy∈().

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由于在()內(nèi)正切函數(shù)是遞增函數(shù),函數(shù)y也取最大值arctan

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的基本概念、三角公式和不等式等基礎(chǔ)知識,考查綜合運用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決問題的能力.明考復(fù)數(shù)實為三角.語言簡練、情景新穎,對提高考生的數(shù)學(xué)素質(zhì)要求是今后的命題方向.

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31.解:∵方程x2+(4+ix+4+ai=0(aR)有實根b

b2+(4+ib+4+ai=0,

b2+4b+4+(bai=0,

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即有

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z=a+bi=2-2i,

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當(dāng)0≤c≤1時,復(fù)數(shù)(1-ci)的實部大于0,虛部不小于0,

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∴復(fù)數(shù)(1-ci)的輻角主值在[0,

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范圍內(nèi),有arg[(1-ci)]=arctan=arctan(-1),

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∵0<c≤1,∴0≤-1<1,

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有0≤arctan(-1)<,

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∴0≤arg[(1-ci)]<

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當(dāng)c>1時,復(fù)數(shù)(1-ci)的實部大于0,虛部小于0,

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∴復(fù)數(shù)(1-ci)的輻角主值在(,2π

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范圍內(nèi),有arg[(1-ci)]=2π+arctan=2π+arctan(-1).

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c>1,∴-1<-1<0,

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<arctan(-1)<0,

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<arg[(1-ci)]<2π

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綜上所得復(fù)數(shù)(1-ci)(c>0)的輻角主值的取值范圍為[0,∪(,2π).

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的基本概念和考生的運算能力,強調(diào)了考生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性.

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32.解:設(shè)z=a+bia,bR),則=abi,代入4z+2=3+i

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得4(a+bi)+2(abi)=3+i.

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.∴z=i.

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|zω|=|i-(sinθicosθ)|

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=

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∵-1≤sin(θ)≤1,∴0≤2-2sin(θ)≤4.

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∴0≤|zω|≤2.

評述:本題考查了復(fù)數(shù)、共軛復(fù)數(shù)的概念,兩復(fù)數(shù)相等的充要條件、復(fù)數(shù)的模、復(fù)數(shù)模的取值范圍等基礎(chǔ)知識以及綜合運用知識的能力.

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33.解:由(z1-2)i=1+iz1=+2=(1+i)(-i)+2=3-i

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z2的虛部為2.

∴可設(shè)z2=a+2iaR

z1?z2=(3-i)(a+2i)=(3a+2)+(6-ai為實數(shù).

∴6-a=0,即a=6

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因此z2=6+2i,|z2|=.

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34.解:由(z-2)i=1+iz=+2=3-i

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z′=z[cos(-)+isin(-)]=(3-i)(i)=-2i

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z′+i=i=2(i)=2(cosπ+isinπ

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∴arg(z1+i)=π

評述:本題考查復(fù)數(shù)乘法的幾何意義和復(fù)數(shù)輻角主值的概念.

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35.解法一:zw+zw3=zw(1+w2)=(i)(i)(1+i

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=(1+i2i)=

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故復(fù)數(shù)zw+zw3的模為,輻角主值為.

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解法二:w=i=cos+isin

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zw+zw3=zw+w3)=z[(cos+isin)+(cos+isin3

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=z[(cos+isin)+(cos+isin)]=z

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=

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故復(fù)數(shù)zw+zw3的模為,輻角主值為π.

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的有關(guān)概念及復(fù)數(shù)的基本運算能力.

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36.證法一:

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ω=

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于是zω=cos+isin =cos(-)+isin(-).

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z2ω3=[cos(-)+isin(-)]×(cosπ+isinπ)=cosπ+isinπ

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因為OPOQ的夾角為π-(-)=.

所以OPOQ

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又因為|OP|=||=1,|OQ|=|z2ω3|=|z|2|ω|3=1

∴|OP|=|OQ|.

由此知△OPQ為等腰直角三角形.

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證法二:∵z=cos(-)+isin(-).

z3=-i

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ω=.

ω4=-1

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于是

由此得OPOQ,|OP|=|OQ|

故△OPQ為等腰直角三角形.

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37.解:(1)因為z1、z2是一個實系數(shù)一元二次方程的兩個根,所以z1、z2是共軛復(fù)數(shù).

設(shè)z1=a+bia,bRb≠0),則z2=abi

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于是(a+bi2=(abi),于是

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解得

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(2)由z1=1+mim>0),z12=z2z2=(1-m2)+2mi

ω=-(1+m2)+2mi

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tanθ=-

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m>0,知m+≥2,于是-1≤tanθ≤0

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又 -(m2+1)<0,2m>0,得πθπ

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因此所求θ的取值范圍為[π,π).

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38.解:(Ⅰ)設(shè)z=a+bi,a、bR,b≠0

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w=a+bi+

因為w是實數(shù),b≠0,所以a2b2=1,

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即|z|=1.

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于是w=2a,-1<w=2a<2,-a<1,

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所以z的實部的取值范圍是(-,1).

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(Ⅱ).

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因為a∈(-,1),b≠0,所以u為純虛數(shù).

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(Ⅲ)

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.

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因為a∈(-,1),所以a+1>0,

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wu2≥2?2-3=4-3=1.

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當(dāng)a+1=,即a=0時,wu2取得最小值1.

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39.解:由|z1z2|=1,得(z1+z2)()=1,又|z1|=|z2|=1,故可得z1+z2=-1,所以z1的實部=z2的實部=-.又|z2|=1,故z2的虛部為±

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z2=-±i,z2=z1.

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于是z1+z1,

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所以z1=1,z2=z1=z2=1.

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所以,或

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40.解法一:z2+z=(cosθ+isinθ2+cosθ+isinθ=cos2θ+isin2θ+cosθ+isinθ

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=2cosθcos+i?2sincos=2cos(cosθ+isinθ

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=-2cos[cos(π+θ)+isin(π+θ)]

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θ∈(π,2π),∴∈(π),∴-2cos>0

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∴復(fù)數(shù)z2+z的模為-2cos,輻角為2kπ+π+θkZ

解法二:z2+z=z(1+z)=(cosθ+isinθ)(1+cosθ+isinθ

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=(cosθ+isinθ)(2cos2+i?2sincos

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=2cos(cosθ+isinθ)(cos+isin)=2cos(cosθ+isinθ

以下同解法一.

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41.解法一:如圖12―3,設(shè)Z1Z3對應(yīng)的復(fù)數(shù)分別為z1、z3,則由復(fù)數(shù)乘除法的幾何意義有z1z2[cos()+isin()]

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z3

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注:求出z1后,z3iz1

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解法二:設(shè)Z1、3對應(yīng)的復(fù)數(shù)分別是z1、z3,根據(jù)復(fù)數(shù)加法和乘法的幾何意義,依題意得

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z1z2(1-i)=(1-i)(1-i)=i

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z3z2z1=(1+i)-(i)=i

評述:本題主要考查復(fù)數(shù)的基本概念和幾何意義,以及運算能力.此題以復(fù)平面上的簡單幾何圖形為背景,借以考查復(fù)數(shù)的向量表示與復(fù)數(shù)運算的幾何意義等基本知識,側(cè)重概念、性質(zhì)的理解與掌握,以及運算能力和轉(zhuǎn)化的思想,對復(fù)數(shù)教學(xué)有良好的導(dǎo)向作用.

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42.解:(Ⅰ)由z=1+i,有w=(1+i2+3(1-i)-4=-1-i,所以w的三角形式是

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(cos

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(Ⅱ)由z=1+i,有

=(a+2)-(abi

 

由題設(shè)條件知,(a+2)-(a+bi=1-i.

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根據(jù)復(fù)數(shù)相等的定義,得

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解得

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所以實數(shù)a,b的值分別為-1,2.

評述:本題考查了共軛復(fù)數(shù)、復(fù)數(shù)的三角形式等基礎(chǔ)知識及運算能力.

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43.解:因為w為復(fù)數(shù),argw,所以設(shè)w=r(cosisin),

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,

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從而4-r2=0,得r=2.

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因此w=2(cos=-i

●命題趨向與應(yīng)試策略

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1.由于復(fù)數(shù)內(nèi)容在新的教學(xué)大綱中已被列為選學(xué)內(nèi)容,所以近幾年復(fù)數(shù)部分在高考中考查的難度與題量都呈下降趨勢.

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2.本章內(nèi)容在高考中,以選擇題和解答題為主.選擇題主要考查:(1)復(fù)數(shù)的概念,包括虛數(shù)、純虛數(shù)、復(fù)數(shù)的實部和虛部、復(fù)數(shù)的模、輻角主值、復(fù)數(shù)相等、共軛復(fù)數(shù)等概念.(2)復(fù)數(shù)代數(shù)形式與三角形式的基本運算,包括復(fù)數(shù)的四則運算,乘方、開方運算,代數(shù)形式與三角形式的互化及基本運算的技能與技巧等.(3)復(fù)數(shù)的幾何意義,特別是復(fù)數(shù)乘法的幾何意義――向量旋轉(zhuǎn),復(fù)數(shù)運算的幾何意義在平面圖形中的應(yīng)用等.在高考中常見的類型有:

(1)與基本計算有關(guān)的問題;

(2)與復(fù)數(shù)模的最值有關(guān)的問題;

(3)與復(fù)數(shù)幾何意義有關(guān)的問題.

解答題主要考查:(1)在復(fù)數(shù)集中解一元二次方程和二項方程.(2)復(fù)數(shù)的三角運算.(3)復(fù)數(shù)與代數(shù)、幾何、三角的綜合性知識運用.在高考中常見的類型有:

(1)解復(fù)數(shù)方程的問題;

(2)求復(fù)數(shù)的模和輻角主值的問題;

(3)復(fù)數(shù)與代數(shù)幾何、三角相關(guān)聯(lián)的綜合性問題.

從上述我們可以看到高考常以考查復(fù)數(shù)運算為主,估計這一命題趨勢還將繼續(xù)下去.

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3.堅持全面復(fù)習(xí)與重點復(fù)習(xí)相結(jié)合.

由于目前試題多以中低檔題目出現(xiàn),難度不大,但涉及面廣,對基本問題掌握的熟練程度要求較高,所以對基本問題不能放松要求.

復(fù)數(shù)的三角形式問題是重點內(nèi)容.首先,應(yīng)熟練地確定復(fù)數(shù)的三角形式、復(fù)數(shù)的模與輻角主值、復(fù)數(shù)三角形式的結(jié)構(gòu)特征.其次,要準(zhǔn)確把握復(fù)數(shù)三角形式的運算特點,恰當(dāng)選擇運算形式.

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4.重視復(fù)數(shù)與相關(guān)知識的聯(lián)系.①復(fù)數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化成三角問題,②復(fù)數(shù)問題轉(zhuǎn)化為實數(shù)范圍內(nèi)的代數(shù)問題,③復(fù)數(shù)問題轉(zhuǎn)化成平面幾何問題.在復(fù)習(xí)過程中,就充分利用相關(guān)知識,實現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)化.如求模的最值問題可采用以下思考方法:①轉(zhuǎn)化為求三角函數(shù)式的最值問題,②轉(zhuǎn)化為實數(shù)范圍內(nèi)的最值,③利用模為實數(shù)這一性質(zhì),||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|,④轉(zhuǎn)化為平面幾何問題.隨著觀察分析角度的不同,產(chǎn)生不同的解題思路和方法,提高學(xué)生對算理算法的合理運用的水平.

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5.強調(diào)數(shù)學(xué)思想方法的訓(xùn)練:(1)轉(zhuǎn)化思想:要求學(xué)生在全面理解掌握復(fù)數(shù)知識的同時,善于將復(fù)數(shù)向?qū)崝?shù)轉(zhuǎn)化,將復(fù)數(shù)向幾何、三角轉(zhuǎn)化.(2)分類討論思想:分類討論是一種重要的解題策略和方法,它能使復(fù)雜的問題簡單化,復(fù)數(shù)考題中經(jīng)常用到這種分類討論思想.(3)數(shù)形結(jié)合思想:運用數(shù)形結(jié)合思想處理復(fù)平面問題是高考考查的熱點之一,應(yīng)引起注意.

注:凡標(biāo)有的題目都與2003年高考考試說明不符合,復(fù)數(shù)的三角形式及其運算都已刪除.僅供讀者自己運用.

 

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同步練習(xí)冊答案