核心概念
复数是实数的扩展,形式为z=a+bi
,其中a,b
为实数,i
为虚数单位。
虚数单位
虚数单位i
满足 i2=−1
。
**
i2=−1,i=−1
的幂**i
:
i1=i
i2=−1
-i3=−i
-i4=1
-i4k+r=ir
(k∈Z,r∈{0,1,2,3}
)
复数表示形式
z=a+bi
其中:
-a
为实部,记作
Re(z)
-b
为虚部,记作
Im(z)
时, 是实数
- 当 a=0,b=0
时,z
是纯虚数
时,z
是虚数
复数等式
a+bi=c+di⇔a=c and b=d
复平面
几何表示法
复数z=a+bi
可在复平面上表示为点(a,b)
:
- 水平轴(实轴):表示实部
- 垂直轴(虚轴):表示虚部
向量表示法
复数z=a+bi
亦可视为从原点O
到点OZ
的(a,b)
向量 。
复数的模
定义
复数z=a+bi
的**模∣z∣
**记为
∣z∣=∣a+bi∣=a2+b2
:###
∣z∣
几何意义表示复平面中点 到z
原点的距离。
性质
1.∣z∣≥0
,当且仅当 时等号z=0
成立
2.
3∣z1⋅z2∣=∣z1∣⋅∣z2∣
.z2z1=∣z2∣∣z1∣
(z2=0
)
4.∣z1+z2∣≤∣z1∣+∣z2∣
(三角不等式)
复共轭
定义
复数 的共轭zˉ
,记为:
zˉ=a−bi
###z=a+bi
几何
zˉ
意义是沿实轴对称反射得到的数z
。
性质
z1±z2=z1ˉ±z2ˉ
z1⋅z2=z1ˉ⋅z2ˉ
z⋅zˉ=∣z∣2=a2+b2
z+zˉ=2a=2Re(z)
5.z−zˉ=2bi=2iIm(z)
运算
加减法
(a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i
乘法
(a+bi)(c+di)=(ac−bd)+(ad+bc)i
除法
c+dia+bi=(c+di)(c−di)(a+bi)(c−di)=c2+d2(ac+bd)+(bc−ad)i
方法: 分子与分母分别乘以分母的共轭数
CSCA习题
[例1] 基础题 (难度 ★★☆☆☆)
已知复数z=3+4i
,求∣z∣
和zˉ
。
解法:
模值:
∣z∣=32+42=25=5
共轭数:
**
zˉ=3−4i
答案**:∣z∣=5
,
zˉ=3−4i
[例题2] 中级(难度 ★★★☆☆)
计算(2+3i)(1−2i)
。
解法:
**
(2+3i)(1−2i)=2−4i+3i−6i2
=2−i+6=8−i
答案**:
8−i
常见误区
❌ 误区1:将i
视为变量
错误:认为i
可像代数变量般进一步简化
错误:i
认为i2=−1
表示代数变量
正确: 表示虚数单位,其模为
❌∣3+4i∣=3+4=7
误区二:模值计算错误
错误:
正确:
∣3+4i∣=32+42=5
❌ 误区三:共轭符号错误
错误:3+4i=−3−4i
正确:3+4i=3−4i
(仅虚部改变符号)
学习要点
- ✅ 理解虚数单位:i2=−1
是基础概念
2. ✅ 掌握运算规则:加减乘除四则运算
3. ✅ 牢记模与共轭:掌握其几何意义与性质
4. ✅ 练习除法:分母有理化是关键
5. ✅ 理解几何:复平面中的点与向量
💡 考试技巧:复数是高中数学的重要内容。在CSCA考试中相对简单,但必须掌握基本运算和概念!约占代数题目的10-15%。