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1.3复数(精讲)

考向一复数的实部与虚部

【例1-1】(24-25高三上·山东济南·期中)已知复数z满足z(34i)12i,则z的虚部是()

2222

A.B.C.iD.i

5555

【答案】A

【解析】由z(34i)12i,

12i(12i)(34i)34i6i8i2510i122

可得zi,所以z的虚部是,故选:A.

34i(34i)(34i)3242i225555

【例1-2】(2025·天津和平·一模)i为虚数单位,复数z3i1i的实部为.

【答案】2

【解析】z3i1i33iii224i,所以复数z3i1i的实部为2.故答案为:2.

【一隅三反】

z1

1.(2025高三·全国·专题练习)若复数z满足2i,则z的虚部为()

i1

A.1B.iC.1D.i

【答案】C

z1

【解析】由2i,解得z1i12i3i,所以z4i.所以z的虚部为1.故选:C.

i1

4i

2.(2025·河南·三模)若复数z满足z2i,则z的虚部为()

1i

7777

A.B.C.iD.i

2222

【答案】A

4i4i1i44iii253i57577

【解析】z2i2i2i2ii,所以zi,其z的虚部为.

1i1i1i2222222

故选:A.

2i

3.(2024·湖南·模拟预测)已知复数z,则复数z的实部与虚部之和为()

1i

A.0B.1C.2D.2

【答案】B

2i2i1i3131

【解析】因为zi,所以复数z的实部与虚部之和1,故选:B.

1i1i1i2222

考向二复数的分类

【例2-1】(2025·贵州铜仁·三模)若复数zai23i为纯虚数,则实数a()

13

A.1B.1C.D.

52

【答案】D

【解析】已知zai23i2a3ai2i3i22a33a2i是纯虚数,

33

则实部2a30,解得a,且虚部3a20,经检验a满足,故选:D

22

【例2-2】(24-25高三上·江苏南通·期末)(多选)已知z1,z2是复数,则下列说法正确的是()

A.若z2为实数,则z是实数B.若z2为虚数,则z是虚数

22

C.若z2z1,则z1z2是实数D.若z1z20,则z1z20

【答案】BC

2

【解析】对于A,B,设zxyi,x,yR,则z2xyi=x2y2+2xyi,

若z2为实数,则2xy0,但这不一定能得到y0,比如x0,y1,

这个时候满足z2为实数,但z不是实数,故A错误;

若z2为虚数,则2xy0,这一定能得到y0,此时z是虚数,故B正确;

对于C,D,设z1x1y1i,z2x2y2i,x1,x2,y1,y2R,

若z2x2y2iz1x1y1i,这表明x1x2,y1y2,

22

所以z1z2x1y1ix1y1ix1y1是实数,故C正确;

22222222

若z1z2x1y1ix2y2ix1x2y1y22x1y1x2y2i0,

2222

这表明x1x2y1y2x1y1x2y20,

但z1z2x1y1ix2y2ix1x2y1y2x1y2x2y1i不一定等于0,

22

比如x1y1x2y21,这个时候有z1z20,

但z1z2x1y1ix2y2ix1x2y1y2x1y2x2y1i2,故D错误.

故选:BC.

【一隅三反】

1.(2025·浙江·二模)已知i为虚数单位,复数za24(a2)i(aR)是纯虚数,则a()

A.2或2B.2C.0D.2

【答案】D

a240

【解析】因为复数za24(a2)i(aR)是纯虚数,所以,

a20

由a240,得a2或a2,由a20,得a2,a2.故选:D.

3ia2i

2.(2024·山西运城)已知i为虚数单位,若为实数,则实数a()

1i

A.1B.4C.2D.2

【答案】B

【解析】

3ia2i3a2(6a)i[(3a2)(6a)i](1i)(3a26a)(6a3a2)i

(2a2)(4a)i,

1i1i(1i)(1i)2

3ia2i

要使为实数,需满足4a0,所以a4.故选:B.

1i

3.(2025·陕西渭南·二模)(多选)已知z1,z2是复数,则下列说法正确的是()

2

A.若z1z2,则z1z2是实数B.若z1为虚数,则z1是虚数

C.对于任意的复数z1,z1z1都是实数D.z1z2z1z2

【答案】BCD

【解析】设z1abi(a,bR),

选项A,若z1z2,则z2abi,z1z22bi不一定是实数,A错;

222222

选项B,z1(abi)ab2abi是虚数,则ab0,ab,但a0,z1是虚数,B正确;

22

选项C,z1z1(abi)(abi)ab是实数,C正确;

选项,设,则22

Dz2cdi(c,dR)z1z2(abi)(cdi)acbd(adbc)i(acbd)(adbc)

222222222222,正确;

acbdadbc(ab)(cd)z1z2D

故选:BCD.

考向三复数对应的象限

【例3-1】(2025·河北沧州·模拟预测)复数2i在复平面内对应的点位于()

1i

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

【答案】A

2i2i1i13i13

【解析】因为i,

1i1i1i222

13

所以该复数在复平面内对应的点为,,位于第一象限,

22

故选:A.

【例3-2】(2025·宁夏陕西·模拟预测)“a0”是“复数22ai在复平面内对应的点在第一象限”的()

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充要条件D.既不充分也不必要条件

【答案】A

【解析】若复数22ai在复平面内对应的点在第一象限,则2a0,所以a2,

故“a0”是“复数22ai在复平面内对应的点在第一象限”的充分不必要条件.

故选:A.

【一隅三反】

1.(2025·湖北武汉·一模)15i43i在复平面内所对应的点位于()

A.第一象限B.第二象限

C.第三象限D.第四象限

【答案】D

【解析】15i43i43i20i151917i,其在复平面内所对应的点的坐标为19,17,位于第四象限.

故选:D.

2.(2025·四川·模拟预测)复数z满足zi2z1,则在复平面内,复数z对应的点位于()

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

【答案】A

12i2121

【解析】zi,复数z在复平面内对应的点为,,位于第一象限.

2i2i2i5555

故选:A.

2

3(2025·河南·二模)已知z1i,则在复平面内,复数zi对应的点位于()

z

A.实轴上B.虚轴上

C.直线yx上D.直线yx上

【答案】C

2221i21i

【解析】因为z1i,所以zii1ii+1+i+122i.

z1i1i1i2

2

所以复数zi所对应的点坐标为2,2,位于直线yx上.故选:C.

z

考向四复数的模长

【例4-1】(2025·安徽黄山·二模)设复数z满足1iz4i,则z()

A.22B.2C.2D.4

【答案】A

4i|4i|4

【解析】由题设z,则z22.故选:A

1i|1i|2

【例4-2】(2025·江苏南通·二模)已知复数z满足zz13i,其中i为虚数单位,则zz()

A.1B.2C.2D.4

【答案】C

22

【解析】由zz13i,所以zzzz=z=13i=2,又zzz2,故选:C

【一隅三反】

1.(2025·江西南昌·二模)已知复数z满足iz34i,则z()

A.2B.2C.5D.7

【答案】C

34i34ii2

【解析】已知iz34i,即z.则z43i.可得z4235.故选:C.

iii

2.(2025·河北秦皇岛·二模)已知复数z满足3zi(1z)i,则z()

101024

A.B.C.D.

51055

【答案】A

2i2i(3i)26i13

【解析】由3zi(1z)i,得(3i)z2i,则zi,

3i(3i)(3i)1055

1310

所以|z|()2()2.故选:A

555

3.(2025·湖南长沙·模拟预测)若复数z1i,则z2z()

A.2B.3C.10D.23

【答案】A

222

【解析】因为z1i,所以z(1i)12ii2i,z1i,

222

则z2z2i1i1i,所以zz112,故A正确.故选:A

考向五复数范围内解方程

【例5-1】(2025·重庆·二模)若13i是关于x的方程x2pxq0的虚数根,且p,qR,则()

A.p2,q10B.p2,q10

C.p2,q10D.p2,q10

【答案】C

2

【解析】将13i代入x2pxq0可得13ip13iq0,

化简可得3p6i8pq0,

故3p60且8pq0,解得p2,q10,

故选:C

2

【例5-2】(2025·吉林长春·一模)(多选)在复数范围内,方程zz20的两个根分别为z1,z2,则()

A.z1z2iB.z1z21

C.z1z2D.z1z22

【答案】BCD

【解析】对A,根据韦达定理知z1z22,故A错误;

对B,根据韦达定理知z1z21,故B正确;

17i

对C,解出两根分别为,显然两根互为共轭复数,则z1z2,故C正确;

2

22

17

对D,因为zz,则,故D正确.

12z1z22

22

故选:BCD.

【一隅三反】

2

1.(2025·河北·模拟预测)若复数z1,z2是方程z122i的两个不同的根,则z1z2()

A.122iB.122iC.9D.9

【答案】A

【解析】设zabia,bR.则z2a2b22abi,

22

ab1,a2,a2,

因为z2122i,所以解得或

2ab22,b1b1,

不妨设z12i,z22i,

则z1z22i2i122i.

故选:A.

2

2.(24-25云南)(多选)已知a,bR,关于x的方程xaxb0的一个根是z112i,另一个根是z2,其

中i是虚数单位,则下面四个选项正确的有()

A.复数z1对应的点在第四项象限B.ab10

C.z1z2D.z1z2

【答案】ABC

【解析】复数z112i,复数z1对应的点为1,2,所以,复数z1对应的点在第四象限,故A正确;

2

已知a,bR,关于x的方程xaxb0的一个根是z112i,

2

则12ia12ib0,整理得ab32a4i0,

ab30a2

所以,;解得:,所以,ab10,故B正确;

2a40b5

2

由a2,b5得方程x2x50,又知道一个根是z112i,

所以,结合韦达定理,可得另一个根是z212i,所以,z1z2,故C正确;

两个虚数不能比较大小,故D错误;

故选:ABC.

3.(2025·广东湛江·一模)(多选)复数z1,z2满足z1z24,z1z28,则().

A.z1z28B.z1z24

z1

C.z1z24D.1

z2

【答案】ABD

2

【解析】依题意得,复数z1,z2是方程x4x80的两个根,

22

x24x80可得Δ448164i,

2

解得44i44i,则,,

x22iz122iz222i

22

所以z1z2444422228,故选项A正确;

z1z24i4,故选项B正确;

z1z2222242,故选项C错误;

2

z22i22i8i

1i1,故选项D正确.

z222i448

故选:ABD.

考向六复数相关的轨迹问题

【例6-1】(2025·江西赣州·一模)已知复数z满足z1z32i,且z在复平面内对应的点为x,y,则()

A.xy30B.xy30C.5x2y60D.5x2y60

【答案】A

【解析】z在复平面内对应的点为x,y,则zxyix,yR,

222

由z1z32i,得x1y2x3y2,

化简得xy30.

故选:A.

【例6-2】(2025·河南安阳·一模)若复数z满足z12,则在复平面内,复数z所对应的点组成的图形的周长

为()

A.πB.2πC.3πD.4π

【答案】D

2

【解析】设zxyix,yR,由z12,则x1y24,

则在复平面内,复数z所对应的点组成的图形为以1,0为圆心,2为半径的圆,

故复数z所对应的点组成的图形的周长为2π2=4π.故选:D.

【例6-3】(2025·新疆省直辖县级单位·模拟预测)(多选)设复数z在复平面内对应的点为Za,b(a,bR),

则下列选项正确的有()

A.zz2aB.zza2b2

C.若z11,则点Z的轨迹的长度为πD.若z1z14,则点Z的轨迹为椭圆

【答案】ABD

【解析】依题意,zabi,a,bR,

对于A,zabi,则zz2a,A正确;

对于B,zz(abi)(abi)a2b2,B正确;

对于C,z11表示点Z与点(1,0)的距离为1,其轨迹是以点(1,0)为圆心1为半径的圆,

则点Z的轨迹的长度为2π,C错误;

对于D,z1z14表示点Z与定点(1,0),(1,0)的距离和为4(大于两定点间距离)

则点Z的轨迹为椭圆,D正确.

故选:ABD

【一隅三反】

1.(2025·四川巴中·一模)已知复数z在复平面内满足z1,则复数z对应的点Z的集合所形成图形的面积为

()

π3

A.B.πC.πD.2π

22

【答案】B

【解析】因为z1所以复数z对应的点表示的是以1为半径的圆,

所以面积为π.

故选:B.

2.(2025·河南郑州·二模)(多选)已知复数z满足z1z14,则下列说法正确的是()

A.z≤2B.z11

C.若zR,则z2D.若z2R,则z2

【答案】ABC

【解析】设zmni,则复数z在复平面内对应点Pm,n,设F11,0,F21,0,

则22,同理z1PF,

z1m1nim1nPF12

∴z1z1PF1PF24,即点P的轨迹为椭圆,且椭圆长半轴a2,焦半径c1,

x2y2

∴短半轴ba2c23,∴点P的轨迹方程为:1,

43

A选项:zOPa2,A选项正确;

B选项:z1PF2ac1,B选项正确;

C选项:若zR,即n0,令y0,则x2,∴z2,C选项正确;

D选项:z2m2n22mni,若z2R,则m0或n0,当m0时,n3,此时z3;当n0时,m2,

此时z2,D选项错误.

故选:ABC.

3.(2025·辽宁·模拟预测)(多选)设复数z在复平面内对应的点为Z,则下列选项正确的有()

A.若z11,则z33i的最大值为6

B.若z1z12,则点Z的轨迹为椭圆

C.若z1z14,则点Z的轨迹为椭圆

D.若z11z220,则点Z轨迹的长度为6π

【答案】ACD

【解析】在复平面内,设点A(1,0),B(1,0),C(3,3),D(2,0),复数zxyix,yR所对应点Z(x,y),

对于A,A,C两点的距离AC(31)2(30)25,z1表示A,Z两点的距离,又z11,

则点Z的轨迹是以A为圆心,1为半径的圆,∣z33∣i表示C,Z两点的距离,

则z33i的最大值为AC16,A正确;

对于B,z1表示A,Z两点的距离,z1表示B,Z两点的距离,

由z1z12AB,则点Z的轨迹为线段AB,B错误;

对于C,z1z14AB,则点Z的轨迹是以B,A为左,右焦点,长轴长为4的椭圆,C正确;

对于D,(|z1|1)(|z2|2)0,即z11或z22,由z11表示以A为圆心,1为半径的圆,

同理z22表示以D为圆心,2为半径的圆,点Z轨迹的长度为2π12π26π,D正确.

故选:ACD

考向七复数模长轨迹相关的最值问题

z1

【例7-1】(2025·河南·一模)设复数在复平面内对应的点在虚轴的正半轴上,则z的最大值为()

zi

A.1B.2C.3D.2

【答案】B

2

1a1a2a2

z11a

【解析】设,因此,z21212,

aia0z21

zi1ai1a1a1aa

a

当且仅当a1时取“”,所以z的最大值为2.

故选:B.

【例7-2】(2025·安徽安庆·模拟预测)若复数z满足z3i1(i为虚数单位),则z的最大值为()

A.1B.2C.3D.4

【答案】C

【解析】设zxyix,yR,若z满足z3i1,即x3y1i1,

2222

所以x3y11,即x3y11,

则点x,y在以3,1为圆心,1为半径的圆上,易知原点在圆外,

2

又圆心到坐标原点的距离为3122,所以z的最大值为213,

故选:C.

11b

【例7-3】(24-25高三下·河南信阳·开学考试)已知复数zabia,bR满足zz2,则的最

22a2

大值为()

133

A.B.C.D.3

232

【答案】B

2

111212222

【解析】因为zz2,所以aba2b,整理得ab1,

2224

故复数z在复平面内的点的轨迹是以(0,0)为圆心,半径为1的圆.

bb0

又可以看成单位圆上的点(a,b)与P2,0两点连线的斜率,

a2a2

1

如图,直线与单位圆分别切于点A,B,sinAPOsinBPO,

2

因为APO和BPO都为锐角,

π

所以BPOAPO,

6

b33b3

所以,,即的最大值为.

a233a23

故选:B

【一隅三反】

1.(2025·湖南·模拟预测)若z是复数,z2i1,则z的最大值为()

A.4B.3C.2D.1

【答案】B

【解析】设zxyix,yR,则复数z在复平面上的对应点为Zx,y,

22

因为z2i1,所以x2y21,故x2y21,

所以点Z的轨迹为以点0,2为圆心,1为半径的圆,所以点Z到原点的最大距离为213,

所以z的最大值为3.故选:B.

2(2025·上海杨浦·二模)已知复数z满足|z1i|1,其中i为虚数单位,则z的最小值为.

【答案】21

【解析】在复平面内,|z1i|1表示复数z对应的点Z与复数1i对应点A(1,1)的距离为1,

因此点Z的轨迹是以A(1,1)为圆心,1为半径的圆,

z表示点Z到原点O的距离,所以z的最小值为|OA|121.

故答案为:21

3.(2025·吉林·三模)已知复数z1满足z11z1i,复数z2满足z242,则z1z2的最小值为.

【答案】2

,

【解析】设z1xyixyR,由z11z1i得x1yixy1i,

22

∴x1y2x2y1,整理得yx,

∴复数z1在复平面内对应的点x,y的轨迹为直线yx.

设z2mnim,nR,则z24m4ni,

2222

由z242得,m4n2,即m4n2,

∴复数z2在复平面内对应的点m,n的轨迹是以4,0为圆心,2为半径的圆,

4-0

d==22

∵z1z2表示复平面内z1与z2所对应的点之间的距离,圆心4,0到直线yx的距离为2,

12+(-1)

∴z1z2的最小值为2222.

故答案为:2.

考向八复数的运算及性质

【例8-1】(2025·陕西咸阳·一模)(多选)已知复数z1,z2,则().

zz

A.若z1z2,则12B.若z1z1z2z2,则z1z2

C.若z1z20,则z1z2z1z2D.若z1z2,则z11z21

【答案】BC

【解析】对于A、D:当z11,z2i时,z1z2,但z1z2,故A错误;

又z1102z21,故D错误;

22

对于B:由|z1|z1z1z2z2|z2|,可得z1z2,故B正确;

对于C:设z1abi,z2cdi,且a,b,c,dR,

acbd

22

由z1z2acbd(adbc)i0,可得,则acdbdbc,

adbc

若b0,则a0或cd0;若b0,则cd0,

当ab0,则z1z2z2z1z2,

当bcd0,则z1z2z1z1z2,

当b0,cd0,则z1z2z1z1z2,

综上,z1z2z1z2,故D正确.

故选:BC.

【一隅三反】

1.(2025·山东菏泽·模拟预测)(多选)已知复数z1,z2,z1为z1的共轭复数,则下列结论中一定成立的是()

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