人教版新课标A选修2-23.1数系的扩充和复数的概念背景图课件ppt
展开3.1 数系的扩充和复数的概念3.1.1 数系的扩充和复数的概念
【课标要求】1.了解引进虚数单位i的必要性,了解数集的扩充过程.2.理解在数系的扩充中由实数集扩展到复数集出现的一些基本概念.3.掌握复数代数形式的表示方法,理解复数相等的充要条件.【核心扫描】1.利用复数的代数形式进行复数分类或考查两个复数相等是本节热点.2.常与方程、不等式、三角函数结合命题.3.多以选择、填空题的形式进行考查.
自学导引1.复数的有关概念(1)复数①定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做 ,满足i2= ,a叫做复数的 ,b叫做复数的 .②表示方法:复数通常用 表示,即 这一表示形式叫做复数的代数形式.
z=a+bi(a,b∈R)
(2)复数集①定义: 所构成的集合叫做复数集.②表示:通常用大写字母 表示.想一想:复数m+ni的实部、虚部一定是m、n吗?提示 不一定,只有当m∈R,n∈R时,m、n才是该复数的实部、虚部.
3.复数相等的充要条件设a、b、c、d都是实数,则a+bi=c+di⇔ ,a+bi=0⇔ .
名师点睛1.数系的扩充与复数的概念(1)数的概念扩充到实数集后,人们发现在实数范围内很多问题还不能解决,如从解方程的角度看,象x2=-1这个方程在实数范围内就无解,为了解决这个问题,需要把数的范围作进一步的扩充,为此,人们引入一个新数i,叫虚数单位,且规定①i2=-1;
②i可与实数进行四则运算;且原有的加、乘运算律仍成立.说明:复数集中不全是实数的两数不能比较大小,如i和0.若i>0,则i·i>0·i,即-1>0,不成立.若i<0,则i·i>0·i,即-1>0,不成立.(2)我们把集合C={a+bi|a,b∈R}中的数,即形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中i叫做虚数单位.全体复数所成的集合C叫做复数集.复数是数系扩充以后得到的另一种数,通常用字母z表示.它与实数有本质的区别,但也有内在的联系:当b=0时,z=a为实数;当a=0且b≠0时,z=bi为纯虚数;当b≠0时,z=a+bi为虚数.
2.两个复数相等的充要条件 两个复数相等的充要条件是它们的实部和虚部分别相等.在两个复数相等的充要条件中,注意前提条件是a,b,c,d∈R,即当a,b,c,d∈R时,a+bi=c+di⇔a=c且b=d.若忽略前提条件,则结论不能成立.利用该条件把复数的实部和虚部分离出来,达到“化虚为实”的目的,从而将复数问题转化为实数问题来求解.
题型一 关于复数的概念【例1】 下列命题中,正确命题的个数是( ).①若x,y∈C,则x+yi=1+i的充要条件是x=y=1;②若a,b∈R且a>b,则a+i>b+i;③若x2+y2=0,则x=y=0;④一个复数为纯虚数的充要条件是这个复数的实部等于零;⑤-1没有平方根;⑥若a∈R,则(a+1)i是纯虚数.A.0 B.1 C.2 D.3
[思路探索] 只需根据复数的有关概念判断即可.解析 ①由于x,y∈C,所以x+yi不一定是复数的代数形式,不符合复数相等的充要条件,①是假命题.②由于两个虚数不能比较大小,∴②是假命题.③当x=1,y=i时,x2+y2=0成立,∴③是假命题.因为复数为纯虚数要求实部为零,虚部不为零,故④错;因为-1的平方根为±i,故⑤错;当a=-1时,(a+1)i是实数0,故⑥错;答案 A
复数z=a+bi(a,b∈R)中注意以下几点:(1)a,b∈R,否则不是代数形式.(2)从代数形式可判定z是实数,虚数还是纯虚数.反之,若z是纯虚数,可设z=bi(b≠0,b∈R);若z是虚数,可设z=a+bi(b≠0,b∈R);若z是复数,可设z=a+bi(a,b∈R).
【变式1】 已知下列命题:①复数a+bi不是实数;②当z∈C时,z2≥0;③若(x2-4)+(x2+3x+2)i是纯虚数,则实数x=±2;④若复数z=a+bi,则当且仅当b≠0时,z为虚数;⑤若a、b、c、d∈C时,有a+bi=c+di,则a=c且b=d.其中真命题的个数是________.
(1)利用复数相等,我们可以把复数问题转化为实数问题来解决.(2)复系数方程有实根问题,实际上就是两个复数相等的问题.
【题后反思】 (1)当复数不是a+bi(a、b∈R)的形式时,要通过变形化为a+bi的形式,以便确定实部和虚部.(2)注意分清复数分类中的条件:设z=a+bi(a,b∈R),则①z为实数⇔b=0;②z为虚数⇔b≠0;③z=0⇔a=0且b=0;④z为纯虚数⇔a=0且b≠0.(3)求解时,要注意实部和虚部本身对变量的要求,否则容易产生增根.
想当然的认为大的复数所对应的实部和虚部都大,忽视了只有实数才能比较大小的前提.两个复数,如果不全是实数,则不能比较大小.所以当两个复数能比较大小时,可以确定这两个复数必定都是实数.
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