复数作为数学中的一个重要概念,不仅在理论数学中占有重要地位,也在实际应用中发挥着重要作用。在高中数学中,复数是一个重要的考点,要求学生掌握复数的基本概念、性质和运算方法。下面将介绍高中数学复数的重要考点,帮助学生更好地掌握复数知识。
一、基本概念
1.定义:
形如a+bi的数叫做复数(a,b∈R),其中a叫做复数的实部,b叫做虚部
2.分类:
实数:当b=0时,复数a+bi为实数
虚数:当b≠0时,复数a+bi为虚数
纯虚数:当a=0,b≠0时,复数a+bi为纯虚数
3.两个复数相等的定义:
如果两个复数实部相等且虚部相等就说这两个复数相等.
例如:如果a+bi=c+di,则a=c且b=d,另外当a+bi=0,则a=0且b=0
备注:
两个虚数(b≠0)是不能比较大小的,即使是纯虚数也是不能比较大小的,具体举例如下:
①3+i与8+2i,虽然后面的虚数的实部跟虚部都是大于前面的虚数,但是仍不能比较大小。
②2+i与4+2i虽然后面的虚数是前面虚数的2倍,但是不能比较大小
③3i跟5i,两个都是纯虚数,但是不能比较大小的
4.共轭复数:
当两个复数实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数互为共轭复数.
二、几何意义
1.复平面定义:
建立直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,其中x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴.
实轴上的点都表示实数.除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数.
2.几何意义:
复数z=a+bi与复平面内的点(a,b)以及平面向量,其中a,b∈R,是一一对应关系(复数的实质是有序实数对,有序实数对既可以表示一个点,也可以表示一个平面向量)
三、复数的性质
共轭复数:若复数为a+bi,则其共轭复数为a-bi。共轭复数在复数运算中有着重要的应用,例如求复数的模和辐角等。
模:复数的模定义为|z|=√(a²+b²),其中z=a+bi。模是复数的一个重要性质,它表示复数在复平面上到原点的距离。
辐角:复数的辐角是指复数在复平面上与正实轴之间的夹角,用arg(z)表示。辐角具有多值性,但通常取主值,即-π<arg(z)≤π。
四、复数运算
1.加、减、乘、除运算:
设z1=a1+b1i,z2=a2+b2i
z1+z2=(a1+a2)+(b1+b2)i
z1-z2=(a1-a2)+(b1-b2)i
z1·z2=(a1+b1i)·(a2+b2i)
=a1a2+a1b2i+a2b1i+b1b2i2
=(a1a2-b1b2)+(a1b2+a2b1)i
2.其他结论
①i1=i, i2=-1,i3=-i,i4=1
备注:求in只需将n除以4看余数是几就是i的几次方
②in+in+1+in+2+in+3=0
③(1+i)2=2i,(1-i)2=-2i
五、复数的应用
复数在实际应用中有着广泛的应用,例如在电路分析、信号处理、量子物理等领域中都有着重要的应用。在高中数学中,复数的一个重要应用是求解一元二次方程,当方程的判别式Δ<0时,方程的解为复数,这时就需要利用复数的性质进行求解。
六、命题特征
三年三考,每年一题,复数是以考查复数的四则运算为主,偶尔与其他知识交汇,难度较小。考查代数运算的同时,主要涉及考查的概念有:复数的代数形式、复数的模、复数的几何意义。
七、考点频度
高频考点:复数的四则运算。
中频考点:复数的模、共轭复数、复数的代数形式。
低频考点:复数的几何意义。
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