复数的几何意义

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  中图分类号:G623.5
  理解复数与复平面内的点、平面向量是一一对应的,能根据复数的代数形式描出其对应的点及向量。利用复数的几何意义,可使两点间的距离公式、常见的曲线方程及某些平面区域有简明的表达形式,为使用复数解几何问题方便,复数运算的几何意义实现了数与形的结合。体现在:
  1、通过学习复平面上点的轨迹,进一步使学生掌握复数及减法的代数、几何、向量表示法及彼此之间的关系。
  2、通过复数、平面上点及位置向量三者之间联系及转化的教学,对学生进行事物间普遍联系及转化等辩证观点的教育。
  3、提高学生数形结合能力;培养对应与运动变化的观点。
  例题(1)实数m分别取什么数值时,复数z=(m2+5m+6)+(m2-2m-15)i,(1)对应点在x轴上方;(2)对应点在直线x+y+5=0上.
  解析(1)由m2-2m-15>0,
  得m<-3或m>5,
  即当m<-3或m>5时,z的对应点在x轴上方.
  (2)由(m2+5m+6)+(m2-2m-15)+5=0,
  得m=-3-414或m=-3+414,
  即当m=-3-414或m=-3+414时,z的对应点在直线x+y+5=0上.
  例题(2)已知z1、z2∈C ,且 ,
  若 ,则 的最大值是( )
  (A)6 (B)5 (C)4 (D)3
  解法1:
  的最大值是4
  解法2: ,
  ,即
  表示以原点为圆心,以1为半径的圆;
  表示以(0,2)为圆心,以1为半径的圆。
  的最大值为两圆上距离最大的两点间的距离为4。
  例题(3)若复数z满足条件 ,
  求 的最值。
  解法1:(数形结合法)由 可知,z对应于单位圆上的点Z;
  表示单位圆上的点Z到点P(0,2)的距离。
  由图可知,当点Z运动到A(0,1)点时, ,此时z=i;
  当点Z运动到B(0,-1)点时, , 此时z=-i。
  解法2:(不等式法)
  ,
  解法3:(代数法)设 ,则
  ,即
  当 ,即 时, ;
  当 ,即 时, =3,
  解法4:(性质法)
  ,即
  当 ,即 时,
  当 ,即 时,
  例题(4)复数z1=1+2i,z2=-2+i,z3=-1-2i,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
  分析一:
  利用 ,求点D的对应复数.
  解法一:
  设复数z1、z2、z3所对应的点为A、B、C,正方形的第四个顶点D对应的复数为x+yi(x,y∈R),是:
  =(x+yi)-(1+2i)=(x-1)+(y-2)i;
  =(-1-2i)-(-2+i)=1-3i.
  ∵ ,即(x-1)+(y-2)i=1-3i,
  ∴ 解得
  故点D对应的复数为2-i.
  分析二:
  利用原点O正好是正方形ABCD的中心来解.
  解法二:
  因為点A与点C关于原点对称,所以原点O为正方形的中心,于是(-2+i)+
  (x+yi)=0
  ∴x=2,y=-1.
  故点D对应的复数为2-i.
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