课题 3.2.1复数代数形式的加减运算及几何意义 课型 新授课 教学目标 知识与技能:掌握复数的加法运算及意义;
过程与方法:理解并掌握实数进行四则运算的规律,了解复数加减法运算的几何意义
情感态度与价值观:理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部) 理解并掌握复数相等的有关概念;画图得到的结论,不能代替论证,然而通过对图形的观察,往往能起到启迪解题思路的作用 重点
难点 教学重点:
复数加法运算,复数与从原点出发的向量的对应关系
教学难点:
复数加法运算的运算率,复数加减法运算的几何意义 教具
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安排 1 教学过程与教学内容 教学方法、教学手段与学法、学情 讲解新课:
一.复数代数形式的加减运算
1、复数 1与 2的和的定义:
1+ 2=(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.
2.复数 1与 2的差的定义:
1- 2=(a+bi)-(c+di)=(a-c)+ (b-d)i.
3. 复数的加法运算满足交换律: 1+ 2= 2+ 1.
证明:设 1=a1+b1i, 2=a2+b2i(a1,b1,a2,b2∈R).
∵ 1+ 2=(a1+b1i)+(a2+b2i)=(a1+a2)+(b1+b2)i.
2+ 1=(a2+b2i)+(a1+b1i)=(a2+a1)+(b2+b1)i.
又∵a1+a2=a2+a1,b1+b2=b2+b1.
∴ 1+ 2= 2+ 1.即复数的加法运算满足交换律.
4. 复数的加法运算满足结合律: ( 1+ 2)+ 3= 1+( 2+ 3)
证明:设 1=a1+b1i. 2=a2+b2i, 3=a3+b3i(a1,a2,a3,b1,b2,b3∈R).
∵( 1+ 2)+ 3=[(a1+b1i)+(a2+b2i)]+(a3+b3i)
=[(a1+a2)+(b1+b2)i]+(a3+b3)i
=[(a1+a2)+a3]+[(b1+b2)+b3]i
=(a1+a2+a3)+(b1+b2+b3)i.
1+( 2+ 3)=(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).
∴( 1+ 2)+ 3= 1+( 2+ 3).即复数的加法运算满足结合律
讲解范例:
例1计算:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)
解:(5-6i)+(-2-i)-(3+4i)=(5-2-3)+(-6-1-4) i=-11 i
例2计算:(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)=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i.
解法二:∵(1-2i)+(-2+3i)=-1+i,
(3-4i)+(-4+5i)=-1+i,
...... 学 ]
(2001-2002i)+(-2002+2003)i=-1+i. 学 ]
相加得(共有1001个式子):
原式=1001(-1+i)+(2003-2004i)
=(2003-1001)+(1001-2004)i=1002-1003i
二.复数代数形式的加减运算的几何意义
复数的加(减)法 (a+bi)±(c+di)=(a±c)+(b±d)i.
与多项式加(减)法是类似的.就是把复数的实部与实部,虚部与虚部分别相加(减).
1.复平面内的点平面向量
2. 复数平面向量
3.复数加法的几何意义:
设复数 1=a+bi, 2=c+di,在复平面上所对应的向量为、,即、的坐标形式为=(a,b),=(c,d)以、为邻边作平行四边形O 1 2,则对角线O 对应的向量是,
∴= +=(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d)=(a+c)+(b+d)i
4. 复数减法的几何意义:复数减法是加法的逆运算,设 =(a-c)+(b-d)i,所以 - 1= 2, 2+ 1= ,由复数加法几何意义,以为一条对角线,为一条边画平行四边形,那么这个平行四边形的另一边O 2所表示的向量就与复数 - 1的差(a-c)+(b-d)i对应由于,所以,两个复数的差 - 1与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应.
例3已知复数 1=2+i, 2=1+2i在复平面内对应的点分别为A、B,求对应的复数 , 在平面内所对应的点在第几象限?
解: = 2- 1=(1+2i)-(2+i)=-1+i,
∵ 的实部a=-1<0,虚部b=1>0,
∴复数 在复平面内对应的点在第二象限内.
例4 复数 1=1+2i, 2=-2+i, 3=-1-2i,它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点,求这个正方形的第四个顶点对应的复数.
分析一:利用,求点D的对应复数.
解法一:设复数 1、 2、 3所对应的点为A、B、C,正方形的第四个顶点D对应的复数为x+yi(x,y∈R),是:
=(x+yi)-(1+2i)=(x-1)+(y-2)i; 学 ]
=(-1-2i)-(-2+i)=1-3i.
∵,即(x-1)+(y-2)i=1-3i,
∴解得
故点D对应的复数为2-i.
分析二:利用原点O正好是正方形ABCD的中心来解.
解法二:因为点A与点C关于原点对称,所以原点O为正方形的中心,于是(-2+i)+
(x+yi)=0,∴x=2,y=-1.
故点D对应的复数为2-i.
三、巩固练习:
1.已知复数 1=2+i, 2=1+2i,则复数 = 2- 1在复平面内所表示的点位于
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.在复平面上复数-3-2i,-4+5i,2+i所对应的点分别是A、B、C,则平行四边形ABCD的对角线BD所对应的复数是
A.5-9i B.-5-3i
C.7-11i D.-7+11i 学 ]
4.复平面上三点A、B、C分别对应复数1,2i,5+2i,则由A、B、C所构成的三角形是
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.锐角三角形 D.钝角三角形
5.一个实数与一个虚数的差( )
A.不可能是纯虚数 B.可能是实数
C.不可能是实数 D.无法确定是实数还是虚数
四、小结:
1、复数代数形式的加减运算
2、复数代数形式的加减运算的几何意义
五、、课后作业:课本第112页 习题3.2 1 , 2 , 3