3.2.1 复数代数形式的加减运算及其几何意义
[提出问题]
已知复数z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R).
问题1:多项式的加减实质是合并同类项,类比想一想,复数如何加减?
提示:两个复数相加(减)就是把实部与实部、虚部与虚部分别相加(减),即(a+b i)±(c +d i)=(a±c)+(b±d)i.
问题2:复数的加法满足交换律和结合律吗?
提示:满足.
问题3:以交换律进行说明.
提示:z1+z2=(a+b i)+(c+d i)=(a+c)+(b+d)i,
z2+z1=(c+d i)+(a+b i)=(c+a)+(d+b)i,
∴z1+z2=z2+z1.
[导入新知]
1.复数的加减法法则
设z1=a+b i,z2=c+d i(a,b,c,d∈R),
则z1+z2=(a+c)+(b+d)i,
z1-z2=(a-c)+(b-d)i.
2.复数加法的运算律
(1)交换律:z1+z2=z2+z1;
(2)结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
[化解疑难]
对复数加减法的理解
1.把复数的代数形式看成关于“i”的多项式,则复数的加法、减法运算,类似于多项式的加法、减法运算,只需要“合并同类项”就可以了.
2.复数的加减法中规定,两复数相加减,是实部与实部相加减,虚部与虚部相加减,复数的加减法可推广到多个复数相加减的情形.
3.两个复数的和(差)是复数,但两个虚数的和(差)不一定是虚数.例如,(3-2i)+2i =3.
[提出问题]
如图1 OZ ,2
OZ 分别与复数a +b i ,c +d i 对应.
问题1:试写出1 OZ ,2 OZ 及1 OZ +2 OZ ,1 OZ -2
OZ 的坐标.
提示:1 OZ =(a ,b ),2
OZ =(c ,d ), 1 OZ +2 OZ =(a +c ,b +d ),1 OZ -2
OZ =(a -c ,b -d ).
问题2:向量1 OZ +2 OZ ,1 OZ -2
OZ 对应的复数分别是什么?
提示:向量1 OZ +2 OZ 对应的复数是a +c +(b +d )i ,也就是z 1+z 2;向量1 OZ -2
OZ 对应的复数是a -c +(b -d )i ,也就是z 1-z 2.
[导入新知]
复数加减法的几何意义
如图,设在复平面内复数z 1,z 2对应的向量分别为1 OZ ,2
OZ ,以OZ 1,OZ 2为邻边作
平行四边形,则与z 1+z 2对应的向量是 OZ ,与z 1-z 2对应的向量是21
Z Z .
[化解疑难]
对复数加减运算几何意义的认识
(1)若复平面内任意两点Z 1,Z 2所对应的复数分别是z 1,z 2,则Z 1,Z 2两点之间的距离|Z 1Z 2|=|z 2-z 1|.
(2)复数加减法的几何意义包含两方面:一是利用几何意义可以把几何图形的变换转化为复数的运算,使复数作为工具运用于几何之中;另一方面对于一些复数的运算也可以给予几何解释.
[例1] 计算:(1)(-2+3i)+(5-i); (2)(-1+2i)+(1+2i);
(3)(a +b i)-(2a -3b i)-3i(a ,b ∈R).
[解] (1)(-2+3i)+(5-i)=(-2+5)+(3-1)i =3+2i. (2)(-1+2i)+(1+2i)=(-1+1)+(2+2)i =22i. (3)(a +b i)-(2a -3b i)-3i =(a -2a )+(b +3b -3)i =-a +(4b -3)i. [类题通法]
复数的加减运算的技巧
(1)复数的实部与实部相加减,虚部与虚部相加减. (2)把i 看作一个字母,类比多项式加减中的合并同类项. [活学活用] 计算下列各题:
(1)(3-2i)-(10-5i)+(2+17i);
(2)(1-2i)-(2-3i)+(3-4i)-(4-5i)+…+(2 017-2 018i). 解:(1)原式=(3-10+2)+(-2+5+17)i =-5+20i.
(2)原式=(1-2+3-4+…+2 015-2 016+2 017)+(-2+3-4+5-…-2 016+2 017-2 018)i =1 009-1 010i.
[例2] 5-2i ,-4+5i,2,求点D 对应的复数及对角线AC ,BD 的长.
[解] 如图,因为AC 与BD 的交点M 是各自的中点,所以有z M =
z A +z C 2
=
z B +z D
2
,
所以z D =z A +z C -z B =1-7i.
因为
AC :z C -z A =2-(-5-2i)=7+2i ,
所以| AC |=|7+2i|=72+22
=53.
因为
BD :z D -z B =(1-7i)-(-4+5i)=5-12i ,
所以| BD |=|5-12i|=52+122
=13.
故点D 对应的复数是1-7i ,AC 与BD 的长分别是53和13. [类题通法]
运用复数加减运算的几何意义应注意的问题
向量加法、减法运算的平行四边形法则和三角形法则是复数加法、减法几何意义的依据.利用加法“首尾相接”和减法“指向被减数”的特点,在三角形内可求得第三个向量及
其对应的复数.注意向量
AB 对应的复数是z B -z A (终点对应的复数减去起点对应的复数).
[活学活用]
复数z 1=1+2i ,z 2=-2+i ,z 3=-1-2i ,它们在复平面内的对应点是一个正方形的三个顶点,如图所示.求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
解:复数z 1,z 2,z 3所对应的点分别为A ,B ,C ,设正方形的第四个顶点D 对应的复数为x +y i(x ,y ∈R).
因为 AD = OD -
OA ,
所以
AD 对应的复数为
(x +y i)-(1+2i)=(x -1)+(y -2)i.
因为 BC = OC - OB ,
所以
BC 对应的复数为(-1-2i)-(-2+i)=1-3i.
因为 AD = BC ,
所以它们对应的复数相等,即????
?
x -1=1,y -2=-3.
解得???
?
?
x =2,y =-1.
故点D 对应的复数为2
-i.
[例3] 设z 1,z 2∈C |z 1-z 2|.
[解] 法一:设z 1=a +b i ,z 2=c +d i(a ,b ,c ,d ∈R),由题设知a 2
+b 2
=1,c 2
+d 2
=1,(a +c )2
+(b +d )2
=2,
又(a +c )2
+(b +d )2
=a 2
+2ac +c 2
+b 2
+2bd +d 2
, ∴2ac +2bd =0.
∵|z 1-z 2|2
=(a -c )2
+(b -d )2
=a 2
+c 2
+b 2
+d 2
-(2ac +2bd )=2, ∴|z 1-z 2|= 2.
法二:作出z 1,z 2对应的向量1 OZ ,2 OZ ,使1 OZ +2 OZ =
OZ ,
∵|z 1|=|z 2|=1,又1 OZ ,2 OZ 不共线(若1 OZ ,2
OZ 共线,
则|z1+z2|=2或0与题设矛盾),
∴平行四边形OZ1ZZ2为菱形.
又∵|z1+z2|=2,
∴∠Z1OZ2=90°,即四边形OZ1ZZ2为正方形,
故|z1-z2|= 2.
[类题通法]
与复数模有关的几个常见结论
在复平面内,z1,z2对应的点为A,B,Z1+Z2对应的点为C,O为坐标原点:
(1)则四边形OACB为平行四边形;
(2)若|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为矩形;
(3)若|z1|=|z2|,则四边形OACB为菱形;
(4)若|z1|=|z2|且|z1+z2|=|z1-z2|,则四边形OACB为正方形.
[活学活用]
已知|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,求|z1+z2|.
解:法一:设z1=a+b i,
z2=c+d i(a,b,c,d∈R),
∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,
∴a2+b2=c2+d2=1,①
(a-c)2+(b-d)2=1. ②
由①②得2ac+2bd=1.
∴|z1+z2|=(a+c)2+(b+d)2
=a2+c2+b2+d2+2ac+2bd= 3.
法二:设O为坐标原点,
z1,z2,z1+z2对应的点分别为A,B,C.
∵|z1|=|z2|=|z1-z2|=1,
∴△OAB是边长为1的正三角形,
∴四边形OACB是一个内角为60°,边长为1的菱形,且|z1+z2|是菱形的较长的对角线OC的长,
∴|z1+z2|=|OC|
=|OA|2+|AC|2-2|OA||AC|cos 120°= 3.
4.误将复数运算当作实数运算
[典例] M ={z ||z +1|=1},N ={z ||z +i|=|z -i|},则M ∩N =________. [解析] 利用复数的几何意义解决问题.在复平面内,|z +1|=1的几何意义是以点(-1,0)为圆心,以1为半径的圆.|z +i|=|z -i|的几何意义是到点A (0,1)和点B (0,-1)距离相等的点的集合,是线段AB 的垂直平分线,也就是x 轴.M ∩N 的几何意义是x 轴与圆的公共点对应的复数.故z =0或z =-2.
∴M ∩N ={0,-2}. [答案] {0,-2} [易错防范]
1.本题若混淆复数运算与代数运算,则会错误地将集合M 和N 化简为M ={z |z +1=±1},N ={z |z +i =±(z -i)},从而造成解题错误.
2.在复数运算中,若z =a +b i ,则|z |=a 2
+b 2
.要注意与实数运算中的绝对值运算的区别.
[成功破障]
已知复数z 满足z +|z |=2+8i ,则复数z =________. 解析:法一:设z =a +b i(a ,b ∈R), 则|z |=a 2
+b 2
,
代入方程得a +b i +a 2
+b 2
=2+8i ,
∴??
?
a +a 2+
b 2=2,b =8,
解得???
??
a =-15,
b =8.
∴z =-15+8i.
法二:原式可化为z =2-|z |+8i , ∵|z |∈R ,∴2-|z |是z 的实部, 于是|z |=(2-|z |)2
+82
,
即|z |2
=68-4|z |+|z |2,∴|z |=17. 代入z =2-|z |+8i 得z =-15+8i. 答案:-15+8i
[随堂即时演练]
1.复数(1-i)-(2+i)+3i 等于( ) A .-1+i B .1-i C .i
D .-i
解析:选A 原式=(1-2)+(-1-1+3)i =-1+i.
2.在复平面内, AB ,
AC 对应的复数分别为-1+2i ,-2-3i ,则 BC 对应的复数
为( )
A .-1-5i
B .-1+5i
C .3-4i
D .3+4i
解析:选A BC = AC -
AB =(-2-3i)-(-1+2i)=-1-5i.
3.实数x ,y 满足(1+i)x +(1-i)y =2,则xy 的值是________. 解析:由题意得x +y +(x -y )i =2,
∴?????
x +y =2,x -y =0,
∴?????
x =1,
y =1,
∴xy =1.
答案:1
4.已知z 是复数,|z |=3且z +3i 是纯虚数,则z =________. 解析:设z =a +b i ,则a +b i +3i =a +(b +3)i 是纯虚数, ∴a =0,b +3≠0.又∵|z |=3,∴b =3,∴z =3i. 答案:3i
5.已知z 1=(3x +y )+(y -4x )i ,z 2=(4y -2x )-(5x +3y )i(x ,y ∈R),设z =z 1-z 2
=13-2i ,求z 1,z 2.
解:∵z =z 1-z 2
=(3x +y )+(y -4x )i -[(4y -2x )-(5x +3y )i] =[(3x +y )-(4y -2x )]+[(y -4x )+(5x +3y )]i =(5x -3y )+(x +4y )i , 又∵z =13-2i ,且x ,y ∈R ,
∴????
?
5x -3y =13,x +4y =-2,
解得???
?
?
x =2,y =-1,
∴z 1=(3×2-1)+(-1-4×2)i =5-9i ,
z 2=4×(-1)-2×2-[5×2+3×(-1)]i =-8-7i.
[课时达标检测]
一、选择题
1.如图,在复平面内,复数z1,z2对应的向量分别是
OA,
OB,则|z1+z2|=( )
A.1 B. 5
C.2 D.3
解析:选B 由图象可知z1=-2-2i,z2=i,
所以z1+z2=-2-i,|z1+z2|= 5.
2.设f(z)=z,z1=3+4i,z2=-2-i,则f(z1-z2)等于( ) A.1-3i B.-2+11i
C.-2+i D.5+5i
解析:选D ∵z1=3+4i,z2=-2-i,
∴z1-z2=(3+4i)-(-2-i)=5+5i.
又∵f(z)=z,
∴f(z1-z2)=z1-z2=5+5i.
3.在复平面内的平行四边形ABCD中,
AC对应的复数是6+8i,
BD对应的复数是-
4+6i,则
DA对应的复数是( )
A.2+14i B.1+7i C.2-14i D.-1-7i
解析:选D 依据向量的平行四边形法则可得
DA+
DC=
DB,
DC-
DA=
AC,
由
AC对应的复数是6+8i,
BD对应的复数是-4+6i,依据复数加减法的几何意义可得
DA对应的复数是-1-7i.
4.复数z=x+y i(x,y∈R)满足条件|z-4i|=|z+2|,则2x+4y的最小值为( ) A.2 B.4
C.4 2 D.16
解析:选C 由|z-4i|=|z+2|得
|x+(y-4)i|=|x+2+y i|,
∴x2+(y-4)2=(x+2)2+y2,
即x+2y=3,
∴2x+4y=2x+22y≥2 2x+2y=223=42,
当且仅当x =2y =32
时,2x +4y
取得最小值4 2.
5.△ABC 的三个顶点所对应的复数分别为z 1,z 2,z 3,复数z 满足|z -z 1|=|z -z 2|=|z -z 3|,则z 对应的点是△ABC 的( )
A .外心
B .内心
C .重心
D .垂心
解析:选A 设复数z 与复平面内的点Z 相对应,由△ABC 的三个顶点所对应的复数分别为z 1,z 2,z 3及|z -z 1|=|z -z 2|=|z -z 3|可知点Z 到△ABC 的三个顶点的距离相等,由三角形外心的定义可知,点Z 即为△ABC 的外心.
二、填空题
6.设z 1=x +2i ,z 2=3-y i(x ,y ∈R),且z 1+z 2=5-6i ,则z 1-z 2=________. 解析:∵z 1+z 2=5-6i , ∴(x +2i)+(3-y i)=5-6i ,
∴?????
x +3=5,2-y =-6,
即?????
x =2,
y =8,
∴z 1=2+2i ,z 2=3-8i ,
∴z 1-z 2=(2+2i)-(3-8i)=-1+10i. 答案:-1+10i
7.已知|z |=5,且z -2+4i 为纯虚数,则复数z =________. 解析:设复数z =x +y i(x ,y ∈R), 则z -2+4i =(x -2)+(y +4)i.
由题意知????
?
x -2=0,y +4≠0,
x 2+y 2=5.
∴???
??
x =2,y =1
或???
?
?
x =2,y =-1.
∴z =2±i. 答案:2±i
8.已知复数z 1=1+3i ,z 2=3+i(i 为虚数单位).则在复平面内z 1-z 2对应的点在第________象限.
解析:因为z 1-z 2=-2+2i ,所以对应点(-2,2)在第二象限. 答案:二 三、解答题
9.如图所示,平行四边形OABC 的顶点O ,A ,C 分别对应复数0,3+
2i ,-2+4i.求:
(1)向量
AO 对应的复数;
(2)向量
CA 对应的复数;
(3)向量
OB 对应的复数.
解:(1)因为 AO =-
OA ,
所以向量
AO 对应的复数为-3-2i.
(2)因为 CA = OA -
OC ,
所以向量
CA 对应的复数为
(3+2i)-(-2+4i)=5-2i.
(3)因为 OB = OA +
OC ,
所以向量
OB 对应的复数为
(3+2i)+(-2+4i)=1+6i.
10.已知复平面内的A ,B 对应的复数分别是z 1=sin 2
θ+i ,z 2=-cos 2
θ+icos 2θ,
其中θ∈(0,π),设
AB 对应的复数是z .
(1)求复数z ;
(2)若复数z 对应的点P 在直线y =1
2x 上,求θ的值.
解:(1)∵点A ,B 对应的复数分别是
z 1=sin 2θ+i ,z 2=-cos 2θ+icos 2θ,
∴点A ,B 的坐标分别是A (sin 2
θ,1),
B (-cos 2θ,cos 2θ),
∴ AB =(-cos 2θ,cos 2θ)-(sin 2
θ,1)
=(-cos 2
θ-sin 2
θ,cos 2θ-1) =(-1,-2sin 2
θ).
∴ AB 对应的复数z =-1+(-2sin 2
θ)i.
(2)由(1)知点P 的坐标是(-1,-2sin 2
θ), 代入y =1
2
x ,
得-2sin 2θ=-12,即sin 2
θ=14,
∴sin θ=±1
2
.
又∵θ∈(0,π), ∴sin θ=1
2,
∴θ=π6或5π6
.
新授课:3.2.1 复数代数形式的加减运算及其几何意义 教学目标 重点:复数代数形式的加法、减法的运算法则. 难点:复数加法、减法的几何意义. 知识点:.掌握复数代数形式的加、减运算法则; .理解复数代数形式的加、减运算的几何意义. 能力点:培养学生渗透转化、数形结合的数学思想方法,提高学生分析问题、解决问题以及运算的能力. 教育点:通过探究学习,培养学生互助合作的学习习惯,培养学生对数学探索和渴求的思想. 在掌握知识的同时,形成良好的思维品质和锲而不舍的钻研精神. 自主探究点:如何运用复数加法、减法的几何意义来解决问题. 考试点:会计算复数的和与差;能用复数加、减法的几何意义解决简单问题. 易错易混点:复数的加法与减法的综合应用. 拓展点:复数与其他知识的综合. 一、引入新课 复习引入 .虚数单位:它的平方等于,即; .对于复数: 当且仅当时,是实数; 当时,为虚数; 当且时,为纯虚数; 当且仅当时,就是实数. .复数集与其它数集之间的关系:. 一一对应 .复数几何意义: 复数复平面内的向量 我们把实数系扩充到了复数系,那么复数之间是否存在运算呢?答案是肯定的,这节课我们就来研究复数的加减运算. 【设计意图】通过复习回顾复数概念、几何意义等相关知识,使学生对这一知识结构有个清醒的初步认知,逐渐过渡到对复数代数形式的加减运算及其几何意义的学习情境,为探究本节课的新知识作铺垫. 二、探究新知
探究一:复数的加法 .复数的加法法则 我们规定,复数的加法法则如下: 设,是任意两个复数,那么: 提出问题: ()两个复数的和是个什么数,它的值唯一确定吗? ()当时,与实数加法法则一致吗? ()它的实质是什么?类似于实数的哪种运算方法? 学生明确: ()仍然是个复数,且是一个确定的复数; ()一致; ()实质是实部与实部相加,虚部与虚部相加,类似于实数运算中的合并同类项.【设计意图】加深对复数加法法则的理解,且与实数类比,了解规定的合理性:将实数的运算通性、通法扩充到复数,有利于培养学生的学习兴趣和创新精神. .复数加法的运算律 实数的加法有交换律、结合律,复数的加法满足这些运算律吗? 对任意的,有 (交换律), (结合律). 【设计意图】引导学生根据实数加法满足的运算律,大胆尝试推导复数加法的运算律,学生先独立思考,然后小组交流.提高学生的建构能力及主动发现问题,探究问题的能力. .复数加法的几何意义 复数与复平面内的向量有一一对应关系,那么请同学们猜想一下,复数的加法也有这种对应关系吗? 设分别与复数对应,则有,由平面向量的坐标运算有 . 这说明两个向量的和就是与复数对应的向量.因此,复数的加法可以按照向量加法的平行四边形法则来进行.这就是复数加法的几何意义.如图所示:
高中数学选修1,2《复数代数形式的四则运算》教案 知识与技能:掌握复数的四则运算; 过程与方法:理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律 情感态度与价值观:通过复数的四则运算学习与掌握,进一步理解复数引发学生对数学学习的兴趣,激起学生的探索求知欲望。 教学重难点 熟练运用复数的加减法运算法则。 教学过程 教学设计流程 一、导入新课: 复数的概念及其几何意义; 二、推进新课: 建立复数的概念之后,我们自然而然地要讨论复数系的各种运算问题。 设Z1 =a+bi, Z2 =c+di是任意两个复数,我们规定: 1、复数的加法运算法则:Z1+Z2=(a+从)+(b+d)i 2、复数的加法运算律: 交换律:Z1+Z2=Z2+Z1 结合律:Z1+Z2+Z3=Z1+(Z2+Z3) 3、复数加法的几何意义: 4、复数的减法运算法则: Z1-Z2=(a-c)+(b-d)i 5、复数减法的几何意义: 三、例题讲解 例1:计算:(7-3i)+(-1-i)-(6+3i)
课后小结 复数的加法与减法的运算及几何意义 课后习题 课本习题3.2 A组1题、2题、3题. 高中数学选修1-2《复数代数形式的四则运算》教案【二】 教学目标: 知识与技能:理解并掌握复数的代数形式的乘法与除法运算法则,深刻理解它是乘法运算的逆运算 过程与方法:理解并掌握复数的除法运算实质是分母实数化类问题 情感、态度与价值观:复数的几何意义单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的,让学生体会到这是生产实践的需要从而让学生积极主动地建构知识体系。 教学重点:复数代数形式的除法运算。 教学难点:对复数除法法则的运用。 教学过程: 学生探究过程: 1. 复数的加减法的几何意义是什么? 2. 计算(1) (2) (3) 3. 计算:(1) (2) (类比多项式的乘法引入复数的乘法) 讲解新课: 1.复数代数形式的乘法运算 ①.复数的乘法法则:。 例1.计算(1) (2) (3) (4)
高中数学人教版选修2-1全套教案 第一章常用逻辑用语 日期: 1.1.1命题 (一)教学目标 1、知识与技能:理解命题的概念和命题的构成,能判断给定陈述句是否为命题,能判断命题的真假;能把命题改写成“若p,则q”的形式; 2、过程与方法:多让学生举命题的例子,培养他们的辨析能力;以及培养他们的分析问题和解决问题的能力; 3、情感、态度与价值观:通过学生的参与,激发学生学习数学的兴趣。 (二)教学重点与难点 重点:命题的概念、命题的构成 难点:分清命题的条件、结论和判断命题的真假 教具准备:与教材内容相关的资料。 教学设想:通过学生的参与,激发学生学习数学的兴趣。 教学时间 (三)教学过程 学生探究过程: 1.复习回顾 初中已学过命题的知识,请同学们回顾:什么叫做命题? 2.思考、分析 下列语句的表述形式有什么特点?你能判断他们的真假吗? (1)若直线a∥b,则直线a与直线b没有公共点. (2)2+4=7. (3)垂直于同一条直线的两个平面平行. (4)若x2=1,则x=1. (5)两个全等三角形的面积相等. (6)3能被2整除. 3.讨论、判断 学生通过讨论,总结:所有句子的表述都是陈述句的形式,每句话都判断什么事情。其中(1)(3)(5)的判断为真,(2)(4)(6)的判断为假。 教师的引导分析:所谓判断,就是肯定一个事物是什么或不是什么,不能含混不清。 4.抽象、归纳 定义:一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.命题的定义的要点:能判断真假的陈述句. 在数学课中,只研究数学命题,请学生举几个数学命题的例子.教师再与学生共同从命题的定义,判断学生所举例子是否是命题,从“判断”的角度来加深对命题这一概念的理解.
复数代数形式的四则运算(教学设计)( 2) § 322复数代数形式的乘除运算 教学目标: 知识与技能目标: 理解并掌握复数的代数形式的乘法与除法运算法则,熟练进行复数的乘法和除法的运算。理解复数乘法的交换律、结合律、分配律;了解共轭复数的定义及性质” 过程与方法目标: 理解并掌握复数的除法运算实质是分母实数化类问题” 情感、态度与价值观目标: 复数的几何意义单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的,让学生体会到这是生产实践的需要从而让学生积极主动地建构知识体系。 教学重点:复数代数形式的除法运算。教学难点:对复数除法法则的运用。 教学过程: 一、复习回顾,新课引入: 1 复数 z i与 Z2的和的定义:z i+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i. 2、复数 z i 与 Z2 的差的定义:z i-Z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i. 3、复数的加法运算满足交换律:Z l+Z2=z2+Z1. 4、复数的加法运算满足结合律:(Z1 + Z2)+Z3=Z1 +(Z2+Z3). 二、师生互动、新课讲解: 1 ?乘法运算规则: 规定复数的乘法按照以下的法则进行: 设 z i=a+bi, Z2=c+di(a、b、c、d € R)是任意两个复数,那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac— bd)+(bc+ad)i. 其实就是把两个复数相乘,类似两个多项式相乘,在所得的结果中把i2换成-i,并且把实部与虚部分别合并 .两个复数的积仍然是一个复数. 2. 乘法运算律: (1) Z i(Z2Z3)=(Z i Z2)Z3 证明:设 z i=a i+b i i, Z2= a2+b2i, Z3=a3+ b3i(a i, a2, a3, b i, b2, b3€ R). T z i z2=( a i+b i i)(a2+b2i)=( a i a2-b i b2)+(b i a2+ a i b2)i, Z2Z i=(a2+b2i)(a i + b i i)=( a2a i-b2b i)+(b2a i+a2b i)i. 又 a i a2-b i b2=a2a i-b2b i, b i a2+a i b2=b2a i+a2b i. 二 Z i z2=Z2Z i. (2) Z i(Z2+Z3)=Z i Z2+Z i Z3 证明:设 z i=a i+b i i, Z2= a2+b2i, Z3=a3+ b3i(a i, a2, a3, b i, b2, b3€ R). ■/ (z i z2)z3= [ (a i+b i i)(a2+b2i)] (a3+ b3i)= [ (a i a2-b i b2)+(b i b2+a i b2)i] (a3+ b3i) =[(a i a2-b i b2)a3-(b i a2+a i b2)b3] + [(b i a2+a i b2)a3+(a i a2-b i b2)b3] i =(a i a2a3-b i b2a3-b i a2b3-a i b2 b3)+(b i a2a3+a i b2b3+a i a2b3-b i b2b3) i, 同理可证: z i(z2Z3)=(a i a2a3-b i b2a3-b i a2b3-a i b2b3)+(b i a2a3+a i b2a3+a i a2b3-b i b2b3)i, (Z i Z2)Z3=Z i(Z2Z3). (3) Z i (Z2+ Z3)=Z i Z2+Z i Z3. 证明:设 z i=a i+b i i, Z2= a2+b2i, Z3=a3+ b3i(a i, a2, a3, b i, b2, b3€ R). T z i(z2+z3)=(a i+b i i) [(a2+b2i)+(a3+b3i)] =(a i+b i i) [ (a2+a3)+(b2+b3)i] =[a i(a2+a3)-b i(b2+b3)] + [ b i(a2+a3)+a i(b2+b3)] i =(a i a2+a i a3-b i b2-b i b3)+(b i a2+b i a3+a i b2+a i b3)i. z i z2+z i z3=(a i+b i i)(a2+b2i)+(a i + b i i)(a3+b3i) =(a i a2-b i b2)+(b i a2+a i b2)i+(a i a3-b i b3)+( b i a3+a i b3)i =(a i a2-b i b2+a i a3-b i b3)+(b i a2+a i b2+b i a3+a i b3)i =(a i a2+a i a3-b i b2-b i b3)+(b i a2+b i a3+a i b2+a i b3)i .Z i(z2+Z3)=Z i Z2+Z i Z3.
复数的代数形式及其运算 例1.计算: i i i i i 2 1 2 1 ) 1( ) 1( 2005 40 40 + + - + + - - + 解:提示:利用i i i i= ± = ±2005 2,2 ) 1( 原式=0 变式训练1: 2 = (A)1 -(B) 1 22 +(C) 1 22 -+(D)1 解:21 2 ===-+故选C; 例2. 若0 1 2= + +z z,求2006 2005 2003 2002z z z z+ + + 解:提示:利用z z z= =4 3,1 原式=2 ) 1(4 3 2002- = + + +z z z z 变式训练2:已知复数z满足z2+1=0,则(z6+i)(z6-i)=▲ . 解:2 例3. 已知4, a a R >∈,问是否存在复数z,使其满足ai z i z z+ = + ?3 2(a∈R),如果存在,求出z的值,如果不存在,说明理由 解:提示:设) , (R y x yi x z∈ + =利用复数相等的概念有 ? ? ? = = + + a x y y x 2 3 2 2 2 3 4 2 2 2> ? ? = - + + ? a y y i a a z a 2 16 2 2 4 | | 2 - ± - + = ? ≤ ? 变式训练3:若 (2) a i i b i -=+,其中i R b a, ,∈是虚数单位,则a+b= __________