探究点一 复数加减法的运算
思考1 我们规定复数的加法法则如下:设z1=a+bi,z2=c+di是任意两个复数,那么(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i.那么两个复数的和是个什么数,它的值唯一确定吗?
答 仍然是个复数,且是一个确定的复数.
思考2 复数加法的实质是什么?类似于实数的哪种运算方法?类比于复数的加法法则,试着给出复数的减法法则.
答 实质是实部与实部相加,虚部与虚部相加,类似于实数运算中的合并同类项.
(a+bi)-(c+di)=(a-c)+(b-d)i.
思考3 实数的加法有交换律、结合律,复数的加法满足这些运算律吗?并试着证明.
答 满足,对任意的z1,z2,z3∈C,有交换律:z1+z2=z2+z1.
结合律:(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
证明:设z1=a+bi,z2=c+di,z1+z2=(a+c)+(b+d)i,z2+z1=(c+a)+(d+b)i,
显然,z1+z2=z2+z1,同理可得(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).
例1 计算:
(1)(1+2i)+(-2+i)+(-2-i)+(1-2i);
(2)1+(i+i2)+(-1+2i)+(-1-2i).
解 (1)原式=(1-2-2+1)+(2+1-1-2)i=-2.
(2)原式=1+(i-1)+(-1+2i)+(-1-2i)
=(1-1-1-1)+(1+2-2)i=-2+i.
反思与感悟 复数的加减法运算,就是实部与实部相加减做实部,虚部与虚部相加减作虚部,同时也把i看作字母,类比多项式加减中的合并同类项.
跟踪训练1 计算:(1)2i-[(3+2i)+3(-1+3i)];
(2)(a+2bi)-(3a-4bi)-5i(a,b∈R).
解 (1)原式=2i-(3+2i-3+9i)=2i-11i=-9i.
(2)原式=-2a+6bi-5i=-2a+(6b-5)i.
探究点二 复数加减法的几何意义
思考1 复数与复平面内的向量一一对应,你能从向量加法的几何意义出发讨论复数加法的几何意义吗?