■河南省平顶山市第一高级中学 王 玮
作为高考必考内容,复数在历年的高考中一般都是以选择题或者填空题的形式出现,涉及的知识点较多,比如与实数、向量及其他数学分支的综合考查。2020年的高考结束后,笔者注意到全国卷对复数的考查相对往年有所变化,比如全国Ⅱ卷理科第15题对复数的考查就突破了往年既定模式,增强了同学们的思考反射弧,体现了数学迁移的思想。而且课程标准(2017年版)对复数也做了一些调整,增加了复数的三角表示,这些新的变化给新一轮的复习备考提供了新方向。让大家再次清晰地认识到,在学习复数时要更加注重概念理解的深刻性和运算的准确性,要在夯实基础的同时,注重能力的提升。
(1)两个实数可以比较大小,而不全是实数的两个复数不能比较大小;
(2)若z∈R,则z2≥0;若z∈C,则z2≥0不一定成立,如z=i时i2=-1<0。
(3)若z∈R,则|z|2=z2;若z∈C,则|z|2=z2不一定成立。
(4)若z1,z2,z3∈C,由 (z1-z2)2+(z2-z3)2=0不一定能推出z1=z2=z3。
(5)若z1,z2∈R,则|z1-z2|=,但若z1,z2∈C,则上式不一定成立。
题型1:考查共轭复数及复数的运算
例 1若z=i+1,则复数对应的点在( )。
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
错解:从而对应的点在第二象限。故选B。
分析:上述解题过程中,共轭复数z=1-i,应该先将z=i+1改写为z=1+i的形式,再进行运算,否则容易出错。
正解:从而对应的点在第一象限。故选A。
评注:复数z=a+bi的共轭复数=a-bi,一定要注意复数的代数形式的特点。
题型2:考查复数相等问题
若两个复数相等,则两个复数的实部与实部相等,虚部与虚部相等。在解题过程中,很多同学不能同时考虑两个条件,往往只考虑实部相等或虚部相等,从而造成错解。
例 2已知x是实数,y是纯虚数,且满足(2x+1)+i=y+(y-1)i,求x与y的值。
错解:根据复数相等的充要条件可得,
分析:上述解法显然误把等式两边看成复数标准的代数形式加以求解,从而导致解题错误。
正解:由题可设y=bi(b∈R,b≠0),则原式可变为(2x+1)+i=-b+(b-1)i,根据复数相等的充要条件可得,
评注:若a+bi=c+di(a,b,c,d∈R),则有a=b,c=d。在一些复杂的式子中,必须先将式子化为a+bi的标准形式,再根据复数相等的条件求解。
题型3:考查隐含条件问题
对任何数学式子,都要强调式子有意义的条件,复数也不例外。例 3实数a取什么值时,复数z=是纯虚数?
错解:因为复数z=a2-a-6+为纯虚数,所以a2-a-6=0,解得a=-2或a=3。
分析:复数为纯虚数的条件是实部为零,虚部不为零,但同时要考虑定义域,上述解法正是忽视了这些条件,从而造成错解。
正解:复数为纯虚数,除了要满足a2-a-6=0,还要满足a2-4a+3≠0和a+2>0,综上可知,满足条件的实数a不存在。
评注:要正确求解本题,不仅要准确了解复数的性质和运算法则,还要了解复数中实数、虚数、纯虚数成立的条件,在出现分式、根式等情况时,一定要注意式子有意义的条件。
题型4:利用轨迹法解决复数问题
四川长江职业学院学院于2017年7月获得四川省教育厅批准建设移动性生产性实训基地项目,该项目建设周期为2年,主要面向通信技术、移动通信技术、计算机网络技术、移动互联应用技术4个专业。学院依托通信行业知名企业在原有实训室的基础上,学院与企业共建“移动无线网络优化中心”一个,可容纳100人同时进行实训。经过一年多的建设,基地已基本形成企业真实工作环境与职业环境。
复数集与平面坐标系中的点集之间可以建立一一对应的关系,任何一个复数a+bi都可以由一个有序实数对(a,b)唯一确定。建立起这种对应关系后,很多复数问题就可以运用复数的几何意义去求解,很多同学由于对复数的几何意义理解不透,在求轨迹相关问题中不能正确得出复数表示的曲线而造成错解。
例 4若复数z满足条件|2z-i|+则复数z在平面内所对应的点的轨迹是( )。
A.椭圆 B.直线 C.线段 D.圆
错解:先将的两边同除以2,得到此时如果把看作动点z到定点看作动点z到定点的距离,则表示z到两个定点的距离之和为的点的轨迹,即椭圆。故选A。
分析:上述解法得到了动点的轨迹符合椭圆的定义,但是没有注意椭圆定义中的条件,即两定点间的距离小于定常数。
评注:要正确求解与复数相关的轨迹问题,必须加强对概念的理解,把握复数的几何意义,认真审题。
题型5:考查判别式的使用
例 5求使方程x2+(m+4i)x+1+2mi=0至少有一个实根时实数m的值。
错解:因为方程至少有一个实根,所以Δ=(m+4i)2-4(1+2mi)=m2-20≥0,则。
正解:设a是方程的实数根,则a2+(m+4i)a+1+2mi=0,即a2+ma+1+(4a+2m)i=0,由于a,m都是实数,所以解得m=±2。
评注:实数集合是复数集合的真子集,所以在实数范围内成立的公式、定理,在复数范围内不一定成立,必须经过严格推广后方可使用。一元二次方程根的判别式是对实系数一元二次方程而言的,而此题盲目地把它推广到复系数一元二次方程中,造成解题错误。
要想在高考的考场里快而准确地解答复数题,必须要注意细节,夯实基础,还要注重思维的发散,关注复数与其他知识的结合,尽量使用合理的方法解决。相信如果每位同学在学习的过程中能做到细致入微,那么在高考的考场里就能得心应手。常言道:功夫不负有心人!今日的归纳与整理,就是为了明日的展翅飞翔!