2021-2022学年广西钦州市第四中学高二下学期3月月考数学(文)试题(解析版)
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一、单选题
1.设复数(其中为i虚数单位),则复数的共轭复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】设,得到的值以3为周期出现,求得,得到,结合复数的几何意义,即可求解.
【详解】设,则,,,
可得的值以3为周期呈周期性出现,所以,
所以,在复平面内对应的点在第二象限.
故选:B.
2.的三个顶点所对应的复数分别为中,点O为所在平面内一点,对应复数z,满足,则( )
A. B. C.6 D.10
【答案】B
【分析】由复数的几何意义得O为的外心,从而根据三角形外心性质及平面向量数量积的几何意义即可求解.
【详解】解:,
由复数的几何意义知O到A,B,C三点的距离相等,即O为的外心,
过O作交于点,作交AC于点,
因为O为的外心,所以,分别为与AC的中点,
,
由平面向量数量积的几何意义知
,
,
.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:由复数的几何意义得出O为的外心,根据外心的性质及平面向量数量积的几何意义是本题解题的关键.
3.已知i是虚数单位,,则复数z所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】利用复数的运算法则求解复数,即得.
【详解】由,
得,
复数z所对应的点位于在第一象限,
故选:A.
4.若复数满足,则的模为( )
A.5 B.3 C. D.
【答案】A
【分析】根据复数乘法和减法的运算法则,结合复数模的计算公式进行求解即可.
【详解】由,
所以,
故选:A
5.复数(为虚数单位)在复平面内所对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】先利用复数的除法和复数的乘方化简复数z,再利用复数的几何意义求解.
【详解】.由题知,复数,
则其在复平面内所对应的点为,
所以该点位于第一象限,
故选:A.
6.若复数满足(为虚数单位),复数的共轭复数为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复数相等,应用复数的除法求,由共轭复数的概念写出的共轭复数.
【详解】由已知得:,
∴复数的共轭复数为,
故选:B.
7.已知复数,,在复平面内,复数和所对应的两点之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据复数的几何意义以及两点间的距离公式即可求解.
【详解】,在复平面内对应的点为,
,在复平面内对应的点为,
所以两点之间的距离为.
故选:C
8.1748年,瑞士某著名数学家欧拉发现了复指函数和三角函数的关系,并写出以下公式,这个公式在复变论中占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”.根据此公式可知,设复数,根据欧拉公式可知,表示的复数的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题设定义的欧拉公式写出的三角形式,由复数的几何性质写出的三角形式,进而求,即可知其虚部.
【详解】由题意知:,而,
∴,即虚部为.
故选:C.
9.欧拉公式(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉提出的,它将指数函数的定义域扩大到复数集,则复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】,然后算出即可得答案.
【详解】
所以其对应的点为,在第一象限
故选:A
10.已知为实数,复数(为虚数单位),复数的共轭复数为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复数运算首先求出,再根据只有实数可以比较大小可得关于的方程和不等式,进而解得的值,代入可得结果.
【详解】,∴,
∵,∴,解得,
∴,∴.
故选:B.
11.复数满足,且使得关于的方程有实根,则这样的复数的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】设,代入方程得整理得,在结合方程有实数根得,进而分和两种情况求解即可.
【详解】设,因为,所以,
所以将代入方程整理
,
因为关于的方程有实根,
所以
所以当时,解得,此时关于的方程为或,易知方程无实数根,故舍去,所以;
当时,解得,,所以,所以,此时方程有实数根,满足条件.
综上,或.
故这样的复数的个数为个.
故选:C
【点睛】本题考查复数方程有实数根,求对应的复数,考查运算求解能力,分类讨论思想,是中档题.本题解题的关键在于设,进而根据题意得,即,进而求解.
12.下列关于复数的命题中(其中 为虚数单位),说法正确的是( )
A.若关于x的方程有实根,则
B.复数z满足,则z在复平面对应的点位于第二象限
C.,(为虚数单位,),若,则
D.是关于x的方程的一个根,其中p、q为实数,则
【答案】D
【分析】直角利用复数的运算,复数的几何意义,一元二次方程根与系数的关系,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,设方程的实数根为,代入方程可得,
所以,解得,所以A不正确;
对于B中,复数,可得,
则复数在复平面内对应的点为,位于第四象限,所以B不正确;
对于C中,复数,,
当时,可知当时 ,因为虚数不能比较大小,所以C不正确;
对于D中,是关于x的方程的一个根,
根据复数方程的性质,可得也是方程的根,
可得,解得,所以D正确.
故选:D.
二、填空题
13.设为虚数单位,在复平面上,复数对应的点位于第____________象限.
【答案】一
【分析】化简复数,结合复数的几何意义,即可求解.
【详解】由题意,复数,
可复数在复平面内对应的点位于第一象限.
故答案为:一
14.若且,则的最小值为_______.
【答案】3
【分析】根据复数模的几何意义,表示圆心且半径为1的圆,是该圆到的距离,应用数形结合即可确定最小值.
【详解】表示圆心为,半径为1的圆,而表示圆上的点到的距离,
∴最小值为圆心到点的距离减1,即最小值为,
如图所示.
故答案为:3.
15.已知为虚数单位,复数为实数,则__________.
【答案】
【分析】利用复数的乘法化简复数,由已知条件求出参数的值,即可得出复数.
【详解】且,
,可得,因此,.
故答案为:.
16.若是虚数单位,复数满足,则___________.
【答案】
【分析】根据复数的四则运算法则和复数的模的计算公式,即可化简得到答案.
【详解】由题意,复数满足,则,
所以.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了复数的运算与化简和复数模的求解,其中熟记复数的四则运算和复数模的计算公式是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.
三、解答题
17.在①;②复平面上表示的点在直线上;③,三个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答:
已知复数,,(为虚数单位),满足______________.若,求:
(1)复数的模;
(2)复数(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
【答案】选择见解析;(1)1;(2).
【分析】(1)分别选择①②③,根据复数的运算法则,求得,可得,进而求得复数,得到复数的模;
(2)由(1)得到,结合复数的运算法则,即可求解.
【详解】(1)若选①:由,又由,可得;
若选②:由,
又由复平面上表示的点在直线上,可得,
即,解得;
若选③:由,
可得,解得,
综上可得,复数.
又由,所以.
(2)由(1)知,,可得.
18.已知关于的方程
(1)若方程有实数根,求锐角和实数根;
(2)用反证法证明:对任意,方程无纯虚数根.
【答案】(1),;(2)证明见解析.
【分析】(1)设方程的实数根为,得到,根据复数相等的条件,列出方程组,即可求解;
(2)假设方程有纯虚数根,设为,得到,化简得到方程,结合判别式和一元二次方程的性质,即可求解.
【详解】(1)设方程的实数根为,则,
即,所以,解得,
又因为为锐角,所以.
(2)假设方程有纯虚数根,可设为,
则,即,可得,
即,可得方程,
所以为虚数,这与矛盾,
故假设不成立,所以结论成立,即对任意,方程无纯虚数根.
19.已知复数满足
(1)求的共轭复数;
(2)复数满足,求在复平面内对应点的集合所表示的图形面积.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由复数的运算法则,化简得,结合共轭复数的概念,即可求解;
(2)由(1)可得,得到,根据复数的几何意义,得到在复平面内对应点的集合为圆环,结合圆的面积公式,即可求解.
【详解】(1)由复数满足,
所以.
(2)由(1)可得,且,可得,
所以在复平面内对应点的集合所表示外半径为,内半径为的圆环,
所以面积为.
20.已知复数,设
(1)求复数;
(2)若复数z满足,,求.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据计算出,把带入即可计算出.
(2)设复数,满足,即可计算出.从而得出.
【详解】解:(1),
.
(2)设复数(其中).
由,得,
所以,解得.
由,得,
所以,解得.
所以,.
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