高中数学人教A版 (2019)必修 第二册7.1 复数的概念教学设计及反思
展开第七章 复数
7.1 复数的概念
7.1.2 复数的几何意义
教学设计
一、 教学目标
1. 了解复数的几何意义。
2. 了解共轭复数的概念。
二、 教学重难点
1. 教学重点
复数的向量表示。
2. 教学难点
复数的几何意义。
三、 教学过程
1. 新课导入
我们知道,实数与数轴上的点一一对应,因此实数可以用数轴上的点来表示。复数有什么几何意义呢?根据复数相等的定义,任何一个复数z=a+bi都可以由一个有序实数对(a,b)唯一确定;反之也对。由此你能想到复数的几何表示方法吗?
2. 探索新知
因为任何一个复数z=a+bi都可以由一个有序实数对(a,b)唯一确定,并且任给一个复数也可以唯一确定一个有序实数对,所以复数z=a+bi与有序实数对(a,b)是一一对应的。而有序实数对(a,b)与平面直角坐标系中的点是一一对应的,所以复数集与平面直角坐标系中的点可以建立一一对应关系。
如图所示,点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi可用点Z (a,b)表示。这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴。显然,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。
复数z=a+bi与复平面内的点Z (a,b)建立了一一对应关系,这是复数的一种几何意义。
由图可知,显然向量OZ由点Z唯一确定;反之,点Z也可以由向量OZ唯一确定。因此,复数集C中的数与复平面内以原点为起点的向量建立了如下一一对应关系(实数0与零向量对应),即复数z=a+bi与平面向量OZ一一对应,这是复数的另一种几何意义。
我们常把复数z=a+bi说成点Z或说成向量OZ,并且规定,相等的向量表示同一个复数。
图中向量OZ的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|。即|z|=|a+bi|=a2+b2,其中a,b∈R。
如果b=0,那么z=a+bi是一个实数a,它的模就等于|a|(a的绝对值)。
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数。虚部不等于0的两个共轭复数也叫做共轭虚数。复数z的共轭复数用z表示,即如果z=a+bi,那么z=a-bi。
3. 课堂练习
1.已知平行四边形OABC,O、A、C三点对应的复数分别为0、1+2i、3-2i,则向量的模| |等于( )
A. B.2 C.4 D.
解析:选D 由于四边形OABC是平行四边形,故=,因此| |=| |=|3-2i|=,故选D.
2.复数z1=a+2i,z2=-2+i,如果|z1|<|z2|,则实数a的取值范围是( )
A.(-1,1) B.(1,+∞)
C.(0,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解析:选A ∵|z1|=,|z2|=,
∴<,∴-1 3.已知复数z对应的点在第二象限,它的模是3,实部是-,则z为( )
A.-+2i B.--2i
C.+2i D.-2i
解析:选A 设z=x+yi(x,y∈R),则x=-,
由|z|=3,得(-)2+y2=9,即y2=4,∴y=±2.
∵复数z对应的点在第二象限,∴y=2.
∴z=-+2i.
4.已知复数z满足|z|2-2|z|-3=0,则复数z对应点的轨迹为( )
A.一个圆 B.线段
C.两点 D.两个圆
解析:选A ∵|z|2-2|z|-3=0,
∴(|z|-3)(|z|+1)=0,
∴|z|=3,表示一个圆,故选A.
5.复数z=1+cos α+isin α(π<α<2π)的模的取值范围为________.
解析:|z|==,
∵π<α<2π,∴-1
答案:(0,2)
6.已知z-|z|=-1+i,则复数z=________.
解析:法一:设z=x+yi(x,y∈R),
由题意,得x+yi-=-1+i,
即(x-)+yi=-1+i.
根据复数相等的充要条件,得
解得∴z=i.
法二:由已知可得z=(|z|-1)+i,
等式两边取模,得|z|=.
两边平方,得|z|2=|z|2-2|z|+1+1⇒|z|=1.
把|z|=1代入原方程,可得z=i.
答案:i
4. 小结作业
小结:本节课学习了复数的几何意义、复数的模以及共轭复数的概念。
作业:完成本节课课后习题。
四、 板书设计
7.1.2 复数的几何意义
复数z=a+bi与复平面内的点Z (a,b)建立了一一对应关系
复数z=a+bi与平面向量OZ建立了一一对应关系
图中向量OZ的模叫做复数z=a+bi的模或绝对值,记作|z|或|a+bi|。即|z|=|a+bi|=a2+b2,其中a,b∈R。
一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这两个复数叫做互为共轭复数。
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