《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對復(fù)數(shù)的概念與運(yùn)算的要求是:理解復(fù)數(shù)的基本概念、復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算法則,在復(fù)數(shù)概念與運(yùn)算的學(xué)習(xí)中,應(yīng)注意避免繁瑣的計(jì)算與技巧的訓(xùn)練.縱觀近幾年各省市高考試題,不難發(fā)現(xiàn),復(fù)數(shù)的考查要求趨于平穩(wěn),出現(xiàn)難題的可能性不大,僅僅局限于基本概念和基本運(yùn)算,試題以小題為主,因此也給我們的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)指明了方向,夯實(shí)雙基不求難,抓好本質(zhì)是關(guān)鍵.下面結(jié)合具體例題說明.
一、復(fù)數(shù)的概念
例1:已知m∈R,復(fù)數(shù)z=+(m+2m-3)i,當(dāng)m為何值時(shí),①z∈R;②z是純虛數(shù);③z對應(yīng)的點(diǎn)位于復(fù)平面的第二象限.
分析:本題是對一個(gè)復(fù)數(shù)為實(shí)數(shù)、純虛數(shù)的充要條件及復(fù)數(shù)與復(fù)平面上的點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系的考查.
解:①由m+2m-3=0且m-1≠0得m=-3,
故當(dāng)m=-3時(shí),z∈R;
?、谟?0m+2m-3≠0,解得m=0或m=2,
故m=0時(shí)或m=2時(shí),z是純虛數(shù);
?、塾桑?m+2m-3>0,解得m<-3或1<m<2,
故當(dāng)m<-3或1<m<2時(shí),z對應(yīng)的點(diǎn)位于復(fù)平面的第二象限.
評注:掌握復(fù)數(shù)的分類是解決本題的關(guān)鍵,復(fù)數(shù)與復(fù)平面上的點(diǎn)是一一對應(yīng)的,這是形與數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化,為解決形與數(shù)的問題提供了一條重要思路.
二、復(fù)數(shù)的運(yùn)算
例2:計(jì)算.
分析:本題是復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算,它是作為乘法運(yùn)算的逆運(yùn)算來定義的,因此定義本身就提供了求兩個(gè)復(fù)數(shù)商的一種常見方法——待定系數(shù)法;另外將復(fù)數(shù)的分母實(shí)數(shù)化也可以將復(fù)數(shù)的除法轉(zhuǎn)化為復(fù)數(shù)的乘法.下面看這兩種解法.
解法一:設(shè)=x+yi(x,y∈R)
則(3+4i)(x+yi)=2-i,即(3x+4y)+(3y-4x)i=2-i
所以3x+4y=23y-4x=-1
解得x=y=
即=+i
解法二:===+i
評注:復(fù)數(shù)代數(shù)形式的運(yùn)算主要是指四則運(yùn)算,計(jì)算法則類似于多項(xiàng)式運(yùn)算,容易記憶和把握.常見的運(yùn)算公式有:設(shè)z=a+bi,z=c+di(a,b,c,d∈R),則:
?。?)z±z=(a+b)±(c+d)i;
?。?)z?z=(a+bi)?(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i;
?。?)z÷z==+i(z≠0).
對這些公式要了解,同時(shí)熟記一些結(jié)論如、-+i有關(guān)的結(jié)論等,可以簡化運(yùn)算,提高解題速度.
三、概念與運(yùn)算綜合
例3:已知復(fù)數(shù)z滿足|z|=5,且(3-4i)z是純虛數(shù),則z=?搖?搖?搖 ?搖.
分析:本題是復(fù)數(shù)的模,純虛數(shù)的概念及相關(guān)運(yùn)算方案的選擇的綜合考查,解題時(shí)抓住純虛數(shù)這一關(guān)鍵詞,從純虛數(shù)方面突破可以簡化我們的運(yùn)算.
解:因?yàn)椋?-4i)z是純虛數(shù),所以可設(shè)(3-4i)z=ti(t∈R).
z=,∴|z|==5,∴|t|=25,∴t=±25,∴z==±i?(3+4i)=±(-4+3i).
評注:把(3-4i)z看做一個(gè)整體解題,要比復(fù)數(shù)實(shí)數(shù)化設(shè)z=a+bi(a,b∈R)再代入運(yùn)算,用(3-4i)z=3a+4b+(3b-4a)i為純虛數(shù)得到a,b的一個(gè)關(guān)系式與|z|=5聯(lián)立方程解出要準(zhǔn)確快捷得多,當(dāng)然我們在做題時(shí)如果沒有想到設(shè)整體為ti,那復(fù)數(shù)實(shí)數(shù)化的解決這類題目的一般方法務(wù)必掌握.
四、復(fù)數(shù)方程
例4:若復(fù)數(shù)z滿足z=i(2-z)(是虛數(shù)單位),則z=?搖?搖?搖 ?搖.
分析:本題是以復(fù)數(shù)為變量的一個(gè)方程,我們可以用解決一元一次方程的思想來處理或用復(fù)數(shù)實(shí)數(shù)化這一通法來解決.
解法一:∵z=i(2-z)
∴z(1+i)=2i
∴z====1+i
解法二:設(shè)z=a+bi(a,b∈R)
∵z=i(2-z)
∴(a+bi)=i(2-a-bi)
∴(a+bi)=b+(2-a)i
故根據(jù)復(fù)數(shù)相等的充要條件得:a=bb=2-a,即a=1b=1,故z=1+i
評注:兩種方法中法一的變形要求較嚴(yán)格,法二利用復(fù)數(shù)相等可以化“虛”為“實(shí)”實(shí)現(xiàn)化歸和轉(zhuǎn)化,能作為整體利用較方