人教A版 (2019)必修 第二册7.1 复数的概念综合训练题
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数系的扩充和复数的概念练习
一、单选题
1. 下列命题中
①若x,y∈C,则x+yi=2+i的充要条件是x=2,y=1;
②纯虚数集相对复数集的补集是虚数集;
③若(z1−z2)2+(z2−z3)2=0,则z1=z2=z3.
正确的命题个数是( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
2. 已知复数z=a+(2−b)i的实部和虚部分别是2和3,则a,b的值是( )
A. 2,5 B. 1,3 C. 2,−1 D. 2,1
3. 若a,b∈R,i是虚数单位,a+2020i=2−bi,则a2+bi= ( )
A. 2020+2i B. 2020+4i C. 2+2020i D. 4−2020i
4. 若实数x,y满足x+y+(x−y)i=2,则xy的值是( )
A. 1 B. 2 C. −2 D. −3
5. 设复数z=1+bib∈R,且z2=-3+4i,则z的虚部为( )
A. 2i B. −2i C. 2 D. −2
6. 已知实数m,n满足(m+ni)(4−2i)=5+3i,则m+n= ( )
A. 95 B. 115 C. 94 D. 114
7. 若复数z满足2z+z=6+i,其中i为虚数单位,则z的实部为( )
A. −2 B. 2 C. −1 D. 1
8. 若复数z=(m+2)+(m2−9)i(m∈R)是正实数,则实数m的值为( )
A. −2 B. 3 C. −3 D. ±3
9. 已知方程x2+4x+4+(a+x)i=0(a∈R)有实根b,且z=a+bi,则复数z等于 ( )
A. 2−2i B. 2+2i C. −2+2i D. −2−2i
10. 若1+ai2−i为实数,其中i为虚数单位,则实数a的值为
A. 2 B. −12 C. 12 D. −2
11. 设m∈R,复数z=(1+i)(m−i)在复平面内对应的点位于实轴上,又函数f(x)=mlnx+x,若曲线y=f(x)与直线l:y=2kx−1有且只有一个公共点,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
12. 若z1=2+bi,z2=a+i,a,b∈R,则当z1+z2=0时,复数a+bi为( )
A. 1+i B. 2+i C. 3 D. −2−i
二、单空题
13. 已知x,y∈R,i为虚数单位,若x+3i=(y−2)i,则x+y=_________.
14. 已知z1=−4a+1+(2a2+3a)i,z2=2a+(a2+a)i,其中a∈R,z1>z2,则a的值为_________.
15. 已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=m2−2m−3+(m2+3m+2)i(i为虚数单位),b=12,c=13,∠ACB=90°,则实数m=____________.
16. 已知α,β∈R,z1=cosα−45+isinα−35,z2=cosβ+isinβ,且z1=z2,则cos(α−β)=_______.
17. 若实数x,y满足(1+i)x+(1−i)y=2,则xy的值是________.
三、解答题
18. 已知复数z=m(m−1)+(m2+2m−3)i,当实数m取什么值时,复数z是(1)零;(2)纯虚数;(3)z=2+5i.
19. 当实数m取什么值时,复数z=m2−m−6+(m2−2m−15)i是下列数?
(1)实数;
(2)虚数;
(3)纯虚数.
20. 分别求满足下列条件的实数x,y的值.
(1)2x−1+(y+1)i=x−y+(−x−y)i;
(2)x2−x−6x+1+(x2−2x−3)i=0.
答案和解析
1.【答案】A
【解答】
解:对于①,若x,y∈C,则x+yi=2+i的充要条件是x=2,y=1,而①中x,y∈C,
故①错误;
对于②, 实数集相对复数集的补集是虚数集,故②错误;
对于③,设z1=1,z2=i,z3=−1,则(z1−z2)2+(z2−z3)2=0,z1,z2,z3不等,故③错误.
2.【答案】C
【解析】解:∵复数z=a+(2−b)i的实部和虚部分别是2和3,
∴a=22−b=3,
解得a=2,b=−1.
∴a,b的值是2,−1.
3.【答案】D
【解答】
解:因为a+2020i=2−bi,所以a=2,b=−2020,
所以a2+bi=4−2020i.
4.【答案】A
【解答】
解:由x+y+(x−y)i=2得x+y=2x−y=0,
所以x=y=1,
∴xy=1.
5.【答案】D
【解答】
解:∵z2=-3+4i,z=1+bib∈R,
∴(1+bi)2=-3+4i,1−b2+2bi=-3+4i,
∴1−b2=-3,2b=4,
解得b=2.
即z=1−2i,
则z的虚部为−2.
6.【答案】A
【解答】
解:由(m+ni)(4−2i)=(4m+2n)+(4n−2m)i=3i+5,
得4m+2n=54n−2m=3,解得m=710,n=1110.
∴m+n=710+1110=95.
7.【答案】B
【解答】
解:设z=x+yi(x,y∈R),则z=x−yi
∵2z+z=6+i,
∴2(x+yi)+x−yi=6+i,即3x+yi=6+i,
∴3x=6,y=1.解得x=2,y=1.
∴z=2+i.
故z的实部为2
8.【答案】B
【解答】
解:依题意应有m2−9=0,m+2>0,解得m=3.
9.【答案】A
【解答】
解:∵方程x2+4x+4+(a+x)i=0(a∈R)有实根b,
∴(b2+4b+4)+(b+a)i=0.
故b2+4b+4=0且b+a=0,
∴b=−2,a=2,z=2−2i,
10.【答案】B
【解答】
解:由题意可设1+ai2−i=b(b∈R),故1+ai=2b−bi,
所以1=2b,a=−b,所以b=12,a=−12.
11.【答案】A
【解答】
解:∵z=(1+i)(m−i)=(m+1)+(m−1)i在复平面内对应的点位于实轴上,
∴m−1=0,即m=1.
则f(x)=lnx+x,f′(x)=1x+1,
又当x→0时,f(x)→−∞,作出函数f(x)=lnx+x的图象如图:
直线l:y=2kx−1过(0,−1),设切点为(x0,lnx0+x0),
则在切点处的切线方程为y−lnx0−x0=(1x0+1)(x−x0),
把(0,−1)代入,可得−1−lnx0−x0=−1−x0,即lnx0=0,即x0=1.
则2k=2,k=1.而f′(x)=1x+1>1(x>0),
由图可知,当2k∈(−∞,1],即k∈(−∞,12]时,曲线y=f(x)与直线l:y=2kx−1有且只有一个公共点,
综上可得,当k∈(−∞,12]∪{1}时,曲线y=f(x)与直线l:y=2kx−1有且只有一个公共点.
12.【答案】D
【解答】
解:由题意,z1+z2=(2+a)+(b+1)i,
当z1+z2=0时,
有2+a=0,b+1=0,即a=−2,b=−1,
∴a+bi=−2−i.
13.【答案】5
【解析】解:因为x+3i=(y−2)i,
所以x=0y−2=3,所以x=0y=5,
所以x+y=5.
14.【答案】0
【解答】
解:∵z1>z2,
∴2a2+3a=0,a2+a=0,−4a+1>2a,即a=0或a=−32,a=0或a=−1,a<16.
故a=0.
15.【答案】−2
【解析】
【解析】
解:由题意知a=c2−b2=5,则m2−2m−3=5m2+3m+2=0,解得m=−2.
16.【答案】12
【解答】
解:由复数相等的充要条件,知cosα−45=cosβ,sinα−35=sinβ,即cosα−cosβ=45①,sinα−sinβ=35②.
由①2+②2得2−2(cos α·cos β+sin α·sin β)=1,即2−2cos(α−β)=1,所以cos(α−β)=12.
所以答案为12.
17.【答案】1
【解答】
解:∵实数x、y满足(1+i)x+(1−i)y=2,
即x+y+(x−y)i=2,
∴x+y=2,x−y=0,
解得x=y=1,
∴xy=1,
故答案为1.
18.【答案】解:(1)由m(m−1)=0,m2+2m−3=0,可得m=1.
(2)由m(m−1)=0,m2+2m−3≠0,可得m=0.
(3)由m(m−1)=2,m2+2m−3=5,可得m=2.
综上,当m=1时,复数z是0;
当m=0时,复数z是纯虚数;
当m=2时,复数z是2+5i.
19.【答案】解:(1)若z=m2−m−6+(m2−2m−15)i是实数,
则有m2−2m−15=0,
解得m=5或−3;
(2)若z=m2−m−6+(m2−2m−15)i是虚数,
则m2−2m−15≠0,
解得m≠5且m≠−3;
(3)若z=m2−m−6+(m2−2m−15)i是纯虚数,
则m2−m−6=0m2−2m−15≠0,
解得m=3或−2.
20.【答案】解:(1)∵x,y∈R,且2x−1+(y+1)i=x−y+(−x−y)i,
∴由复数相等的条件得2x−1=x−yy+1=−x−y,
解得x=3y=−2.
∴x=3,y=−2;
(2)∵x∈R且,
∴由复数相等的条件得x2−x−6x+1=0x2−2x−3=0,
解得x=3.
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