高中人教A版 (2019)7.2 复数的四则运算随堂练习题
展开一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题绐岀的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.复数(是虚数单位)的共轭复数在复平面内对应点的坐标( )
A.(3,-1)B.(-1,-3)C.(3,1)D.(2,-4)
2.已知复数对应的点在第二象限,为的共轭复数,有下列关于的四个命题:
甲:; 乙:;
丙:; 丁:.
如果只有一个假命题,则该命题是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
3.若方程有两个虚根,且,则实数m的值为( )
A.B.C.2D.
4.复数,表示的共轭复数,表示的模,则下列各式正确的是( )
A.B.C.D.
5.设若、、为复数,则下列命题中正确的是( )
A.若,则B.若,则
C.若,则D.若,则
6.设的共轭复数是,且,,则等于( )
A.1B.C.D.
7.已知复数满足,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
8.设.已知关于x的方程有纯虚数根,则关于x的方程( )
A.只有纯虚数根B.只有实数根
C.有两个实数根,两个纯虚数根D.既没有实数根,也没有纯虚数根
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.设复数满足:,其中i是虚数单位,a是负实数,求________.
10.已知方程,则下列说法正确的是( )
A.若方程有一根为0,则且
B.方程可能有两个实数根
C.时,方程可能有纯虚数根
D.若方程存在实数根,则或
三、填空题:本题共6小题,每小题5分,共计30分.
11.已知为虚数单位,,,,若为纯虚数,则复数的模等于______.
12.设复数满足,且是纯虚数,试写出一个满足条件的复数:___________.
13.已知关于x的实系数一元二次方程有两个虚根,且,则满足条件的实数k的值为________.
14.已知复数,,满足, (其中是给定的实数),则的实部是___________(用含有的式子表示).
15.复平面上两个点,对应两个复数,,它们满足下列两个条件:①,且;②两点,连线的中点所对应的复数,则的面积为______.
16.设,是实系数一元二次方程的两个根,若是虚数,是实数,则______.
四、解答题:本题共6小题,共计70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)
(1)已知复数满足,求.
(2)已知为坐标原点,对应的复数为,对应的复数为.若与共线,求的值.
18.(12分)
已知复数z的模为,且z的实部和虚部是相等的正数.
(1)设,求;
(2)如果,求实数a、b的值.
19.(12分)
已知设复数满足使得关于的方程有实根,其中为的共轭复数,求满足条件的构成的集合.
20.(12分)
已知,(其中为虚数单位).
(1)若为纯虚数,求实数的值;
(2)若(其中是复数的共轭复数),求实数的取值范围.
21.(12分)
设z是虚数,ω=z+是实数,且-1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设μ=,求证:μ为纯虚数.
22.(12分)
在复数范围内,证明,并由此写出-1的4个四次方根.
7.2.2复数乘、除运算-----专项检测卷
(时间:120分钟,分值:150分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题绐岀的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.复数(是虚数单位)的共轭复数在复平面内对应点的坐标( )
A.(3,-1)B.(-1,-3)C.(3,1)D.(2,-4)
【答案】A
【分析】利用复数的运算法则和几何意义可得出答案.
【详解】解:由题意得:
的共轭复数为,在复平面内对应的点的坐标是
故选:A
2.已知复数对应的点在第二象限,为的共轭复数,有下列关于的四个命题:
甲:; 乙:;
丙:; 丁:.
如果只有一个假命题,则该命题是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【答案】B
【分析】设,根据复数所在象限、复数加法、减法、乘法和除法,结合“只有一个假命题”进行分析,由此确定正确选项.
【详解】设,
由于对应点在第二象限,所以,
,,
,.
甲,
乙,
丙,
丁,
由于“只有一个假命题”,所以乙是假命题,的值应为.
故选:B
3..若方程有两个虚根,且,则实数m的值为( )
A.B.C.2D.
【答案】A
【分析】根据给定条件可得与互为共轭复数,设,可得,再将或代入方程,经计算整理借助复数为0即可得解.
【详解】因方程有两个虚根,则与互为共轭复数,设,有,
由得,解得,
把代入得:,整理得,
而,于是得,且,解得,,若,同理得,,
所以实数m的值为.
故选:A
4.复数,表示的共轭复数,表示的模,则下列各式正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据复数的四则运算、模的坐标运算及复数的几何意义即可判断.
【详解】因为,所以,故A错误;
,,故B错误;
,,故C错误;
由复数的几何意义可知:,则,故D正确.
故选:D.
5.设若、、为复数,则下列命题中正确的是( )
A.若,则B.若,则
C.若,则D.若,则
【答案】C
【分析】取特殊值法可判断AD错误,根据复数的运算及复数模的性质可判断BC.
【详解】由复数模的概念可知,不能得到,
例如,A错误;
由可得,若,则不一定成立,
即不一定成立,B错误;
因为,,而,
所以,所以,C正确;
取,显然满足,但,D错误.
故选:C
6.设的共轭复数是,且,,则等于( )
A.1B.C.D.
【答案】D
【分析】设,根据已知条件分别求出、,结合复数运算法则即可得到.
【详解】设,则,
由,,得,即,
当 时,;
当时,.
综上,.故选:D.
7.已知复数满足,则实数的取值范围为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】设,,根据复数相等的充要条件,得出的关系式,消去,得到关于的一元二次方程有实数解,利用,求解即可得出结论.
【详解】设,,则,
整理得,
所以消去得,①
因为,所以方程①有实数解,,
解得.
故选:D.
8.设.已知关于x的方程有纯虚数根,则关于x的方程( )
A.只有纯虚数根B.只有实数根
C.有两个实数根,两个纯虚数根D.既没有实数根,也没有纯虚数根
【答案】D
【分析】根据题意假设是方程的根,进而代入得,同号,再求得,即可判断求得答案.
【详解】解:因为关于x的方程有纯虚数根,不妨设为,
所以,即,
所以,所以,同号,
所以,
所以,
令,所以,即
因为,
所以,
所以不可能为纯虚数,也不可能为实数,
所以关于x的方程既没有实数根,也没有纯虚数根
故选:D
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.设复数满足:,其中i是虚数单位,a是负实数,求________.
【答案】
【分析】利用复数的摸的性质及复数的运算性质,进行运算即可求出答案.
【详解】解:,
∴,,
又,则,,∴,
∴.故答案为:.
10.已知方程,则下列说法正确的是( )
A.若方程有一根为0,则且
B.方程可能有两个实数根
C.时,方程可能有纯虚数根
D.若方程存在实数根,则或
【答案】AD
【分析】将方程进行等价变形为,利用复数的定义,若复数为0,则实部为0,虚部也为0,判断AB选项;结合基本不等式求解实根的范围判断D选项;举例当且时,无纯虚根判断C.
【详解】解:A选项:若方程有一根为0,则代入方程有,则有,,即且,故A正确;
B选项:方程可变形为:,
即,则,只有一解,故B错误;
C选项:当且时,方程仅存在一解,此时无纯虚根,故C错误;
D选项:若方程存在实数根,则,代入方程可得:,即,即,解得:或,即或,故D正确
故选:AD
三、填空题:本题共6小题,每小题5分,共计30分.
11.已知为虚数单位,,,,若为纯虚数,则复数的模等于______.
【答案】
【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简复数,再由为纯虚数求出的值,最后根据复数模的公式求得答案.
【详解】,
因为为纯虚数,所以 ,所以,
所以,所以.
故答案为:.
12.设复数满足,且是纯虚数,试写出一个满足条件的复数:___________.
【答案】
【分析】设出复数的代数形式,由求出的实部,然后由是纯虚数列式即可计算作答.
【详解】设,由,可得,解得,
又是纯虚数,设且,则,则,解得,
所以或.
故答案为:
13.已知关于x的实系数一元二次方程有两个虚根,且,则满足条件的实数k的值为________.
【答案】
【分析】设,根据题意及根与系数的关系可得,且。由此可得的值
【详解】解:设,
由根与系数的关系可得,则2a=k−1a2+b2=k2−1,
因为,所以,
所以,解得,
由,得或,
所以,
故答案为:
14.已知复数,,满足, (其中是给定的实数),则的实部是___________(用含有的式子表示).
【答案】
【分析】令,根据,再利用,为的实部的2倍求解.
【详解】令,,,
,再由,
可得,.
故答案为:
15.复平面上两个点,对应两个复数,,它们满足下列两个条件:①,且;②两点,连线的中点所对应的复数,则的面积为______.
【答案】.
【分析】设,求得,结合中点坐标公式求得的值,再求出和,代入三角形面积公式,即可求解.
【详解】设,则,
所以,
由两点连线的中点对应的复数为,所以,解得,
所以,,
所以的面积为.
故答案为:.
16.设,是实系数一元二次方程的两个根,若是虚数,是实数,则______.
【答案】
【分析】设,,.则.则,.利用是实数,可得.于是,,,即可得出答案.
【详解】解:设,,.则.则,.
是实数,,.,.
,,即.故答案为:.
四、解答题:本题共6小题,共计70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)
(1)已知复数满足,求.
(2)已知为坐标原点,对应的复数为,对应的复数为.若与共线,求的值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)设,代入,列出方程组,联立求解,即得解,;
(2)利用向量共线的坐标表示列出方程组,即得解
【详解】(1)设,则.又,
所以,由复数相等得,解得,
所以.所以.
(2)因为对应的复数为,对应的复数为,
所以,,
因为与共线,所以存在实数使,即,
所以,
解得的值为.
18.(12分)
已知复数z的模为,且z的实部和虚部是相等的正数.
(1)设,求;
(2)如果,求实数a、b的值.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)第一步求出复数复数z的实部与虚部,可以设,所以,代入求解
(2)由(1)可知代入可以利用对应系数相等求的的值.
(1)
,
(2)
由,得解得,
故答案为:;,.
19.(12分)
已知设复数满足使得关于的方程有实根,其中为的共轭复数,求满足条件的构成的集合.
【答案】.
【分析】设z=a+bi(a,b∈R,a2+b2=1),代入原方程化简,实部和虚部都等于0,解方程组即可求得.
【详解】设z=a+bi(a,b∈R,a2+b2=1).
将原方程改为(a+bi)x2+2(a-bi)x+2=0,分离实部与虚部后等价于:
…… ①
…… ②
若b=0,则a2=1,但当a=1时,①无实数解,从而,此时存在实数满足①、②,故z=-1满足条件.
若b≠0,则由②知x∈{0,2},但显然x=0不满足①,故只能是x=2,代入①解得,进而,相应有
综上,满足条件的所有复数构成的集合为.
20.(12分)
已知,(其中为虚数单位).
(1)若为纯虚数,求实数的值;
(2)若(其中是复数的共轭复数),求实数的取值范围.
【答案】(1);(2) .
【分析】(1)利用复数运算化简,然后根据纯虚数的定义求解即可;(2)利用共轭复数和复数的模的定义化简,得到不等式,然后对不等式求解即可.
【详解】(1)由,,可得,
,
因为为纯虚数,
所以;
(2)因为,
所以,
由,可得,,
解得,,
故实数的取值范围为.
21.(12分)
设z是虚数,ω=z+是实数,且-1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设μ=,求证:μ为纯虚数.
【答案】(1)|z|=1,.(2)证明见解析
【分析】(1)由题意,设z=x+y(x,y∈R,且y≠0),由复数的加法及除法运算法则求出ω,根据ω是实数,且y≠0,可得x2+y2=1,从而可得|z|的值,又-1<ω<2,从而可得复数z的实部的取值范围;
(2)根据复数除法的运算法则求出μ=,结合(1)问结论即可证明.
(1)
解:因为z是虚数,所以设z=x+y(x,y∈R,且y≠0),
则ω=z+=(x+y)+=x+y+=+,
因为ω是实数,且y≠0,所以y-=0,即x2+y2=1,
所以|z|=,此时ω=2x,
又-1<ω<2,所以-1<2x<2,解得-
(2)
证明:μ====,
又由(1)知x2+y2=1,所以μ=-i,
因为y≠0,所以μ为纯虚数.
22.(12分)
在复数范围内,证明,并由此写出-1的4个四次方根.
【答案】证明具体见解析;在复数范围内,-1的4次方根为:或或或.
【分析】从等式的右边开始化简,通过平方差公式和复数的运算即可证明;令,则,进而根据证明的结论求得答案.
【详解】右边
=左边,即等式成立.
令,则,则或或或,
解得:或或或.
所以,在复数范围内-1的4个四次方根为:或或或.
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