例题 01 由标准形式求复数的模
题目
已知复数,则( )
A. B. C. D.20
答案与解析
解析
实部4、虚部2,故|z|²=4²+2²=20,|z|=√20=2√5,选B。D是模平方,A、C的平方分别8、5,均非20。
本题结论
B,。
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复数对应平面点,模对应真实距离。象限、坐标轴、圆与圆环条件须核符号和端点;比较模不能变成比较非实复数的大小。
z=a+bi(a、b为实数)对应Z(a,b),也对应从原点O指向Z的向量。横轴为实轴,纵轴为虚轴;纵坐标是b,不是bi。0对应原点与零向量。两个复数相等当且仅当两分量分别相等,正对应两个点坐标一致,因此是一一对应。
| 位置 | 实部a、虚部b的条件 |
|---|---|
| 实轴 | b=0 |
| 虚轴 | a=0;允许原点 |
| 纯虚数对应点 | a=0且b≠0 |
| 第一象限 | a>0且b>0 |
| 第二象限 | a<0且b>0 |
| 第三象限 | a<0且b<0 |
| 第四象限 | a>0且b<0 |
坐标轴不属于任何象限,象限条件使用严格不等号。
模是非负实数,即OZ的长度。两条直角边长为实数绝对值,所以
∣a+bi∣=a2+b2.
当b=0时回到实数绝对值;模为0当且仅当a=b=0。不能把模当某个分量,也不能把两个坐标直接相加;模平方与模还相差一次算术平方根。
固定z₀=c+di对应Z₀(c,d),则
∣z−z0∣=(a−c)2+(b−d)2=ZZ0.
把固定复数整体括起来再读坐标。例如z−c+di=z−(c−di),固定点为(c,−d),不要看漏负号。
r>0时,距离等于r表示圆,严格小于r表示圆内,大于r表示圆外。r=0时等号只表示圆心;r<0时距离等式无解。平方距离式时,两边非负才可保持等价。
下表解释ρ≤|z|≤R,不机械把任何上下限都叫两圆之间:
| ρ、R的关系 | 对应点集 |
|---|---|
| 0<ρ<R | 包含内外边界的圆环 |
| ρ=0≤R | 闭圆盘;R=0只含原点 |
| ρ=R≥0 | 半径R的圆;R=0只含原点 |
| ρ<0且R≥0 | 下界自动成立,由上界给闭圆盘 |
| ρ>R或R<0 | 空集 |
资料条件补注:原资料将两侧模界直接称为圆环,遗漏了半径与顺序限制。只有0<ρ<R才是非退化圆环,其余情形按上表区分。
相同的模通常不意味着相同的复数,也不意味着同方向;它只限制到原点距离。
圆半径r≥0,固定点到圆心距离为d。圆上点到固定点的最小距离为|d−r|,最大为d+r。d>0时沿圆心与固定点连线取相应共线位置即可达到;d=0时圆上每点距离均为r。r=0则只有圆心一个点,距离为d。
固定点在圆外时最近距离d−r,在圆内时应为r−d,不能无条件用同一个减法方向。下界与可达到的点一起,才能给出最小值。
模、实部、虚部都是实数,可以各自比较。非实复数本身没有通常实数意义下的大小顺序,不能由a>b推出a+i>b+i。
实数平方非负只适用于实数底数;复数中i²=−1。由x²+y²=0推出两者为0,依赖x、y都是实数;不写数域,不能把这个非负性理由直接搬到复数中。
读出两个实分量,各自平方相加,最后根据所问是模还是模平方决定是否开根。
题目
已知复数z=4+2i,则∣z∣=( )
A.22 B.25 C.5 D.20
解析
实部4、虚部2,故|z|²=4²+2²=20,|z|=√20=2√5,选B。D是模平方,A、C的平方分别8、5,均非20。
本题结论
B,25。
展开原式后分别解实部、虚部要求,再取交集;象限端点落在坐标轴上,须排除。纯虚数还要检查虚部非零。
题目
已知复数z=(2+i)m2−3(i+1)m−2(1−i),根据下列条件求实数m的值.
(1)z是实数;
(2)z是纯虚数;
(3)z在复平面内对应的点在第二象限.
解析
展开得实部A=2m²−3m−2=(2m+1)(m−2),虚部B=m²−3m+2=(m−1)(m−2),所有实m均合法。
(1)实数令B=0,得m=1或2。m=1得到实数−3,m=2得到0,均符合。
(2)纯虚数要求A=0且B≠0。A=0给−1/2或2;2使B=0,排除。m=−1/2时B=15/4≠0,故只取−1/2。
(3)第二象限要求A<0且B>0。前者给−1/2<m<2,后者给m<1或m>2,交集为(−1/2,1)。左端在虚轴,右端在实轴,都不属于第二象限。
本题结论
(1)m=1或2;(2)m=−1/2;(3)−1/2<m<1。
先把差写成z减固定复数,识别点所在圆及固定点位置;再用距离关系估计,并写出达到下界的点。
题目
复数z满足∣z∣=1,则∣z−3+4i∣(i为虚数单位)的最小值为( )
A.4 B.5 C.2 D.3
解析
z−3+4i=z−(3−4i),固定点为C(3,−4)。|z|=1说明Z在单位圆上。OC=√(3²+(−4)²)=5,C在圆外;由距离关系ZC≥OC−OZ=5−1=4。
取单位圆朝C方向的点B,即z=3/5−(4/5)i,此时O、B、C依次共线,BC=4,故下界确能达到。最小值为4,选A;B给的是OC,C、D低于已证明下界。
以下保留原资料的解题示意,B表示最近点:

本题结论
A,最小值4,在z=3/5−(4/5)i处取得。
若一个结论使用非负性、实数大小或类型判断,先确认相应对象的数域。缺少数域的命题应说明不同解释下的结果,不能把一种假设悄悄加到题干中。
题目
下列命题正确的个数是( )
①1+i2=0;②若a,b∈R,且a>b,则a+i>b+i;③若x2+y2=0,则x=y=0;④两个虚数不能比较大小.
A.1 B.2
C.0 D.3
解析
①由i²=−1可知1+i²=0,正确。②两个非实复数不能用通常实数大小关系比较,错误。④按通常复数概念正确。
③的题干没有注明x、y的数域,须分情况:允许复数时,取x=1、y=i,平方和为0而两者均非0,③错误。这样正确项为①④,共2项,对应B。
若另外限定x、y均为实数,两个平方非负且和为0,推出x=y=0,③正确;正确项变成①③④,共3项,对应D。题目未给出这项限定,因此不能忽略这个解释差别。A的1项和C的0项在两种解释下都不成立。
本题结论
允许x,y为复数时选B;若限定二者为实数则选D。原题③未写数域,应作条件化判断。
题目
下列四种说法正确的是( )
A.如果实数a=b,那么a−b+(a+b)i是纯虚数
B.实数是复数
C.如果a=0,那么z=a+bi是纯虚数
D.任何数的偶数次幂都不小于零
解析
A:取a=b=0,所给复数为0,不是纯虚数,错误。B:每个实数a都等于a+0i,因此实数是复数,正确。
C:a=0还允许b=0,仍可得到0,不能保证纯虚数,错误。D:取底数i、偶数指数2,得到i²=−1<0,已构成反例,错误。故只有B。
本题结论
B。
纵坐标不带i,负号也不丢。虚轴包括原点,纯虚数不包括0;两类位置条件不能互换。
先把差改写成z减一个整体。距离非负,圆环须分上下限;圆内最近距离与圆外最近距离的减法方向不同。
同模不定方向与位置;比较两个模不等于比较非实复数。实数的非负性论证也必须保留数域前提。