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復(fù)數(shù)的運(yùn)算說課稿
林萍萍
2012-10-21
一、說教材
(一)教材的地位與作用:
1、依據(jù)新大綱及教材分析,復(fù)數(shù)四則運(yùn)算是本章知識的重點(diǎn)。
2、新教材降低了對復(fù)數(shù)的要求,只要求學(xué)習(xí)復(fù)數(shù)的概念,復(fù)數(shù)的代數(shù)形式及幾何意義,加減乘除運(yùn)算及加減的幾何意義。因此,復(fù)數(shù)的概念,復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算是重點(diǎn),在教學(xué)中要注意與實(shí)數(shù)運(yùn)算法則和性質(zhì)的比較,多采用類比的學(xué)習(xí)方法,在復(fù)數(shù)的概念和復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算的教學(xué)中,應(yīng)避免煩瑣的計(jì)算,多利用復(fù)數(shù)的概念解決問題。。
? ???3、將實(shí)數(shù)的運(yùn)算通
2、性、通法擴(kuò)充到復(fù)數(shù),是對數(shù)學(xué)知識的一種創(chuàng)新,有利培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神。
(二)學(xué)情分析:
1、學(xué)生以了解復(fù)數(shù)的概念與定義以及復(fù)數(shù)在數(shù)域內(nèi)的地位。
2、學(xué)生知識經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)較為豐富,以具有類比知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法。
3、學(xué)生思維活潑,積極性高,已初步形成對數(shù)學(xué)問題的合作探究能力。
4、學(xué)生層次參差不齊,個(gè)體差異比較明顯。
(三)教學(xué)目標(biāo):
1、知識目標(biāo):掌握復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加、減、乘、除、乘方運(yùn)算法則。
2、能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)算的能力。
3、情感、價(jià)值觀目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,勇于創(chuàng)新的精神。
(四)教學(xué)重點(diǎn):復(fù)數(shù)的概念,復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算是重點(diǎn)
(五)教學(xué)難點(diǎn):復(fù)數(shù)代數(shù)形式的
3、乘、除法法則。教學(xué)方法:(六)啟發(fā)式教學(xué)法關(guān)鍵:掌握復(fù)數(shù)加法、減法的定義和復(fù)數(shù)相等定義的運(yùn)用。
?二、說教法:
? ? 1、本節(jié)課通過復(fù)習(xí)整式的運(yùn)算,復(fù)數(shù)的運(yùn)算,通過類比思想體會整式的運(yùn)算與復(fù)數(shù)的運(yùn)算的共性,使學(xué)生體會其中的思想方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法解決問題的能力。
? ?2、例題的學(xué)習(xí),使學(xué)生在學(xué)會復(fù)數(shù)運(yùn)算的基礎(chǔ)上歸納計(jì)算方法,提高運(yùn)算能力,歸納、概括能力。
三、說學(xué)法:
? ? 1、復(fù)習(xí)已學(xué)知識,為本節(jié)課學(xué)習(xí)作鋪墊。通過對數(shù)系學(xué)習(xí)的回憶,引出課題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
? ? 2、讓學(xué)生板演運(yùn)算法則,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和主動(dòng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。
? ? 3、通過例題學(xué)會復(fù)數(shù)的
4、運(yùn)算,歸納運(yùn)算簡便方法。培養(yǎng)學(xué)生歸納問題、轉(zhuǎn)化問題的努力。
四、說課過程:
(一)、復(fù)習(xí)提問:
1、1.虛數(shù)單位:(1)它的平方等于-1,即 ; (2)實(shí)數(shù)可以與它進(jìn)行四則運(yùn)算,進(jìn)行四則運(yùn)算時(shí),原有加、乘運(yùn)算律仍然成立
2、與-1的關(guān)系: 就是-1的一個(gè)平方根,即方程x2=-1的一個(gè)根,方程x2=-1的另一個(gè)根是-
3、復(fù)數(shù)的概念:形如a+bi??(a,b∈R)叫做復(fù)數(shù),a,b分別叫做它的實(shí)部和虛部。
4、復(fù)數(shù)的分類:復(fù)數(shù)a+bi??(a,b∈R),當(dāng)b=0時(shí),就是實(shí)數(shù);當(dāng)b≠0時(shí),叫做虛數(shù);??當(dāng)a=0,b≠0時(shí),叫做純虛數(shù);
5、復(fù)數(shù)Z1=a1+b1i與Z2=a2+b2i 相等的充要
5、條件是a1=a2,b1=b2。
6、復(fù)數(shù)的分類:
虛數(shù)不能比較大小,只有等與不等。即使是 也沒有大小。
7、復(fù)數(shù)的模:若向量表示復(fù)數(shù)z,則稱的模r為復(fù)數(shù)z的模, ;
積或商的??衫媚5男再|(zhì)(1),(2)
8、復(fù)平面、實(shí)軸、虛軸:
點(diǎn)Z的橫坐標(biāo)是a,縱坐標(biāo)是b,復(fù)數(shù)z=a+bi(a、b∈R)可用點(diǎn)Z(a,b)表示,這個(gè)建立了直角坐標(biāo)系來表示復(fù)數(shù)的平面叫做復(fù)平面,也叫高斯平面,x軸叫做實(shí)軸,y軸叫做虛軸
實(shí)軸上的點(diǎn)都表示實(shí)數(shù)
對于虛軸上的點(diǎn)要除原點(diǎn)外,因?yàn)樵c(diǎn)對應(yīng)的有序?qū)崝?shù)對為(0,0), 它所確定的復(fù)數(shù)是z=0+0i=0表示是實(shí)數(shù).故除了原點(diǎn)外,虛軸上的點(diǎn)都表示純虛數(shù)
復(fù)數(shù)
6、集C和復(fù)平面內(nèi)所有的點(diǎn)所成的集合是一一對應(yīng)關(guān)系,即
復(fù)數(shù)復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)
(二)類比代數(shù)式,引入復(fù)數(shù)運(yùn)算:
一、復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加減運(yùn)算
類似根據(jù)代數(shù)式的加減法,
則復(fù)數(shù)z1與z2的和:z1+z2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
復(fù)數(shù)z1與z2的差:z1-z2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i.
二、復(fù)數(shù)的加法運(yùn)算滿足交換律和結(jié)合律
1、復(fù)數(shù)的加法運(yùn)算滿足交換律: z1+z2=z2+z1.
證明:設(shè)z1=a1+b1i,z2=a2+b2i(a1,b1,a2,b2∈R).
∵z1+z2=(a1+b1i)+(a2+b2i)=(a1+a2)
7、+(b1+b2)i.
z2+z1=(a2+b2i)+(a1+b1i)=(a2+a1)+(b2+b1)i.
又∵a1+a2=a2+a1,b1+b2=b2+b1.
∴z1+z2=z2+z1.即復(fù)數(shù)的加法運(yùn)算滿足交換律.
2、 復(fù)數(shù)的加法運(yùn)算滿足結(jié)合律: (z1+z2)+z3=z1+(z2+z3)
證明:設(shè)z1=a1+b1i.z2=a2+b2i,z3=a3+b3i(a1,a2,a3,b1,b2,b3∈R).
∵(z1+z2)+z3=[(a1+b1i)+(a2+b2i)]+(a3+b3i)
=[(a1+a2)+(b1+b2)i]+(a3+b3)i
=[(a1+a2)+a3]+[(b1+
8、b2)+b3]i
=(a1+a2+a3)+(b1+b2+b3)i.
z1+(z2+z3)=(a1+b1i)+[(a2+b2i)+(a3+b3i)]
=(a1+b1i)+[(a2+a3)+(b2+b3)i]
=[a1+(a2+a3)]+[b1+(b2+b3)]i
=(a1+a2+a3)+(b1+b2+b3)i
∵(a1+a2)+a3=a1+(a2+a3),(b1+b2)+b3=b1+(b2+b3).
∴(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).即復(fù)數(shù)的加法運(yùn)算滿足結(jié)合律
三、復(fù)數(shù)代數(shù)形式的加減運(yùn)算的幾何意義
復(fù)數(shù)的加(減)法 (a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)
9、i.
與多項(xiàng)式加(減)法是類似的.就是把復(fù)數(shù)的實(shí)部與實(shí)部,虛部與虛部分別相加(減).
1.復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)平面向量
2. 復(fù)數(shù)平面向量
3.復(fù)數(shù)加法的幾何意義:
設(shè)復(fù)數(shù)z1=a+bi,z2=c+di,在復(fù)平面上所對應(yīng)的向量為、,即、的坐標(biāo)形式為=(a,b),=(c,d)以、為鄰邊作平行四邊形OZ1ZZ2,則對角線OZ對應(yīng)的向量是,
∴= +=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d)=(a+c)+(b+d)i
4. 復(fù)數(shù)減法的幾何意義:復(fù)數(shù)減法是加法的逆運(yùn)算,設(shè)z=(a-c)+(b-d)i,所以z-z1=z2,z2+z1=z,由復(fù)數(shù)加法幾何意義,以為一條對角線,為一條邊畫平行
10、四邊形,那么這個(gè)平行四邊形的另一邊OZ2所表示的向量就與復(fù)數(shù)z-z1的差(a-c)+(b-d)i對應(yīng)由于,所以,兩個(gè)復(fù)數(shù)的差z-z1與連接這兩個(gè)向量終點(diǎn)并指向被減數(shù)的向量對應(yīng).
講解范例:
例1計(jì)算:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)
解:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)=(5-2-3)+(-6-1-4) i=-11 i
例2計(jì)算:(1-2i)+(-2+3i)+(3-4i)+(-4+5i)+…+(-2002+2003i)+(2003-2004i)
解法一:原式=(1-2+3-4+…-2002+2003)+(-2+3-4+5+…+2003-2004i)=(2003-100
11、1)+(1001-2004)i=1002-1003i.
解法二:∵(1-2i)+(-2+3i)=-1+i,
(3-4i)+(-4+5i)=-1+i,
……
(2001-2002i)+(-2002+2003)i=-1+i.
相加得(共有1001個(gè)式子):
原式=1001(-1+i)+(2003-2004i)
=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i
例3已知復(fù)數(shù)z1=2+i,z2=1+2i在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點(diǎn)分別為A、B,求對應(yīng)的復(fù)數(shù)z,z在平面內(nèi)所對應(yīng)的點(diǎn)在第幾象限?
解:z=z2-z1=(1+2i)-(2+i)=-1+i,
∵z的實(shí)部a=
12、-1<0,虛部b=1>0,
∴復(fù)數(shù)z在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的點(diǎn)在第二象限內(nèi).
點(diǎn)評:任何向量所對應(yīng)的復(fù)數(shù),總是這個(gè)向量的終點(diǎn)所對應(yīng)的復(fù)數(shù)減去始點(diǎn)所對應(yīng)的復(fù)數(shù)所得的差. 即所表示的復(fù)數(shù)是zB-zA. ,而所表示的復(fù)數(shù)是zA-zB,故切不可把被減數(shù)與減數(shù)搞錯(cuò)盡管向量的位置可以不同,只要它們的終點(diǎn)與始點(diǎn)所對應(yīng)的復(fù)數(shù)的差相同,那么向量所對應(yīng)的復(fù)數(shù)是惟一的,因此我們將復(fù)平面上的向量稱之自由向量,即它只與其方向和長度有關(guān),而與位置無關(guān)
5、復(fù)數(shù)的乘除法運(yùn)算:
復(fù)數(shù)的乘法:z1z2= (a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i.
復(fù)數(shù)的乘法運(yùn)算滿足交換律、結(jié)合律和分配律。
實(shí)數(shù)集R
13、中正整數(shù)指數(shù)的運(yùn)算律,在復(fù)數(shù)集C中仍然成立.即對z1,z2,z3∈C及m,n∈N*有: zmzn=zm+n, (zm)n=zmn, (z1z2)n=z1nz2n.
6、共軛復(fù)數(shù):若兩個(gè)復(fù)數(shù)的實(shí)部相等,而虛部是互為相反數(shù)時(shí),這兩個(gè)復(fù)數(shù)叫互為共軛復(fù)數(shù);特別地,虛部不為0的兩個(gè)共軛復(fù)數(shù)也叫做共軛虛數(shù);
,兩共軛復(fù)數(shù)所對應(yīng)的點(diǎn)或向量關(guān)于實(shí)軸對稱。
,
7、復(fù)數(shù)的除法:(a+bi)(c+di)== ,分母實(shí)數(shù)化是常規(guī)方法
復(fù)數(shù)的運(yùn)算,典型例題精析:
例4.(1)復(fù)數(shù)等于( )
A.1-i B.1+i C.-1+ i
14、 D.-1-i
解析: 復(fù)數(shù)=,選C.
(2)若復(fù)數(shù)同時(shí)滿足-=2,=(為虛數(shù)單位),則= .
解:已知;
(3)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足關(guān)系,求z;
解:設(shè)z=a+bi(a,b為實(shí)數(shù)),由已知可得
由復(fù)數(shù)相等可得:,解得,所以
設(shè)z=a+bi-x+yi(a,b為實(shí)數(shù))復(fù)數(shù)問題實(shí)數(shù)化。
(4)若,解方程
解:設(shè)x=a+bi (a,b∈R)代入條件得:,由復(fù)數(shù)相等的定義可得: ,∴a=-4,b=3,∴x=-4+3i。
例4:(1)復(fù)數(shù)z滿足,則z對應(yīng)的點(diǎn)在復(fù)平面內(nèi)表示的圖形為(A)
A.直線 B.圓 C.橢圓 D.
15、拋物線
解:令z=x+yi(x,y∈R),則x2+(y+1)2-[x2+(y-1)2]=1,∴y=1/4。故選A。
8. 復(fù)數(shù)的代數(shù)式運(yùn)算技巧:
(1)i的周期性:
i4=1,所以,i4n+1=i, i4n+2=-1, i4n+3=-i, i4n=1
(2)① ② ③ ④
(3)“1”的立方根的性質(zhì):
① ② ③ ④ ⑤
擴(kuò)充知識:
9、特別地, zB-zA.,為兩點(diǎn)間的距離。
z對應(yīng)的點(diǎn)的軌跡是線段的垂直平分線;, z對應(yīng)的點(diǎn)的軌跡是一個(gè)圓;, z對應(yīng)的點(diǎn)的軌跡是一個(gè)橢圓;, z對應(yīng)的點(diǎn)的軌跡是雙曲線。
10、顯然有公式:
11、實(shí)系數(shù)一元二次
16、方程的根問題:
(1)當(dāng)時(shí),方程有兩個(gè)實(shí)根 。
(2)當(dāng)時(shí),方程有兩個(gè)共軛虛根,其中 。
此時(shí)有 且。
注意兩種題型:
虛系數(shù)一元二次方程有實(shí)根問題:不能用判別式法,一般用兩個(gè)復(fù)數(shù)相等求解。但仍然適用韋達(dá)定理。
已知是實(shí)系數(shù)一元二次方程的兩個(gè)根,求的方法:
(1)當(dāng)時(shí),
(2)當(dāng)時(shí),
已知是實(shí)系數(shù)一元二次方程的兩個(gè)根,求的方法:
(1)當(dāng)時(shí),
①即,則
②即,則
(2)當(dāng)時(shí),
例6(1)計(jì)算:
答案:
(2)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足:,求|z|的最大值與最小值;
解:|z|的最大值為,最小值為;
(3)若,解方程
解:設(shè)
17、x=a+bi (a,b∈R)代入條件得:,由復(fù)數(shù)相等的定義可得: ,∴a=-4,b=3,∴x=-4+3i。
(4)設(shè),則復(fù)數(shù),在復(fù)平面內(nèi)對應(yīng)的圖形面積為_______。
解:∵|u|=||?|1+i|=|z|,∴≤|u|≤2,故面積S=。
【思維點(diǎn)撥】復(fù)數(shù)問題實(shí)數(shù)化是處理復(fù)數(shù)問題的常用方法。
例4:已知z=1+i,a,b為實(shí)數(shù),
(1)若ω=z2+3-4,求|ω|;
(2)若,求a,b的值。
解:(1)ω=(1+i)2+3(1-i)-4=―1―i,∴。
(2)由條件,∴,∴。
【思維點(diǎn)撥】利用復(fù)數(shù)的充要條件解題。
課后思考題:
例5:設(shè)且是純虛數(shù),求的最大值。
-1
P
O
1/2
x
y
解:令z=x+yi(x,y∈R),則,∵是純虛數(shù),
∴,即,由數(shù)形結(jié)合可知本題是求圓上的點(diǎn)到A(0,-1)的最大距離?!鄊ax=|PA|=。
課后題:
書上與作業(yè)本課后習(xí)題
(三)、歸納小結(jié):
1、復(fù)數(shù)加減乘除的運(yùn)算公式與龔二附屬定義與應(yīng)用
2、復(fù)數(shù)加減乘除的幾何意義
3、復(fù)數(shù)的代數(shù)式運(yùn)算技巧
4、復(fù)數(shù)加減乘除的拓展應(yīng)用
專心---專注---專業(yè)