第三章 数系的扩充与复数的引入测评
(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)
1.计算:i(1+i)2=( )
A.-2 B.2 C.2i D.-2i
解析:i(1+i)2=i·2i=-2.
答案:A
2.在复平面内,复数(i是虚数单位)的共轭复数对应的点位于( )
A.第四象限 B.第三象限
C.第二象限 D.第一象限
解析:,其共轭复数为,对应的点位于第一象限,故选D.
答案:D
3.若z=4+3i(i是虚数单位),则=( )
A.1 B.-1
C.i D.i
解析:,故选D.
答案:D
4.若i是虚数单位,则等于( )
A.i B.-i C.1 D.-1
解析:因为=i,所以=i4=1.
答案:C
5.复数z=+(a2+2a-3)i(a∈R)为纯虚数,则a的值为( )
A.a=0 B.a=0且a≠-1
C.a=0或a=-2 D.a≠1或a≠-3
解析:依题意得解得a=0或a=-2.
答案:C
6.设复数z=,其中a为实数,若z的实部为2,则z的虚部为( )
A.- B.-i C.- D.-i
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解析:z==a-i,因为z的实部为2,所以a=2,所以z的虚部为-=-.
答案:C
7.“m=1”是“复数z=(1+mi)(1+i)(m∈R,i为虚数单位)为纯虚数”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
解析:z=(1+mi)(1+i)=1+i+mi-m=(1-m)+(1+m)i,若m=1,则z=2i为纯虚数;若z为纯虚数,则m=1.
答案:C
8.已知z1=1+i(其中i为虚数单位),设为复数z1的共轭复数,,则复数z2在复平面所对应点的坐标为( )
A.(0,1) B.(1,0)
C.(0,2) D.(2,0)
解析:因为z1=1+i,所以=1-i,
由得,=1,
得z2=1,z2在复平面内对应的点为(1,0),故选B.
答案:B
9.若z=cos θ+isin θ(i为虚数单位),则使z2=-1的θ值可能是( )
A. B. C. D.
解析:z2=(cos θ+isin θ)2=(cos2θ-sin2θ)+2isin θcos θ=cos 2θ+isin 2θ=-1,所以所以2θ=2kπ+π(k∈Z),故θ=kπ+(k∈Z),令k=0知选D.
答案:D
10.复数z在复平面内对应的点为A,将点A绕坐标原点,按逆时针方向旋转,再向左平移一个单位,向下平移一个单位,得到B点,此时点B与点A恰好关于坐标原点对称,则复数z为( )
A.-1 B.1 C.i D.-i
解析:设z=a+bi,B点对应的复数为z1,则z1=(a+bi)i-1-i=(-b-1)+(a-1)i,因为点B与点A恰好关于坐标原点对称,所以于是z=1.
答案:B
11.设z∈C,若z2为纯虚数,则z在复平面上的对应点落在( )
A.实轴上
B.虚轴上
C.直线y=±x(x≠0)上
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D.以上都不对
解析:设z=a+bi(a,b∈R),因为z2=a2-b2+2abi为纯虚数,所以所以a=±b,即z在复平面上的对应点在直线y=±x(x≠0)上.
答案:C
12.复数z=(x-2)+yi(x,y∈R)在复平面内对应向量的模为2,则|z+2|的最大值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
解析:因为|z|=2,所以=2,即(x-2)2+y2=4,故点(x,y)在以(2,0)为圆心,2为半径的圆上,而|z+2|=|x+yi|=,它表示点(x,y)到原点的距离,结合图形易知|z+2|的最大值为4,故选B.
答案:B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.若(i为虚数单位),则复数z等于 .
解析:因为,所以z==-2i.
答案:-2i
14.若(1+2ai)i=1-bi,其中a,b∈R,i是虚数单位,则|a+bi|=.
解析:由题意得-2a+i=1-bi,所以解得a=-,b=-1,所以|a+bi|=.
答案:
15.在复平面内,复数1+i与-1+3i分别对应向量,其中O为坐标原点,则||= .
解析: =(-1+3i)-(1+i)=-2+2i,
所以||=2.
答案:2
16.导学号40294030若复数z满足z+z+=3,则复数z在复平面内对应点的轨迹所围成图形的面积等于 .
解析:设z=x+yi(x,y∈R),则有(x+yi)(x-yi)+(x+yi)+(x-yi)=3,即x2+y2+2x-3=0,因此(x+1)2+y2=4,故复数z在复平面内对应点的轨迹是一个圆,其面积等于π·22=4π.
答案:4π
三、解答题(本大题共6小题,共70分)
17.(本小题满分10分)已知复数z=(2+i)m2--2(1-i),当实数m取什么值时,复数z是:
(1)虚数;
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(2)纯虚数.
解:z=(2+i)m2-3m(1+i)-2(1-i)=(2m2-3m-2)+(m2-3m+2)i,
(1)当m2-3m+2≠0,
即m≠2且m≠1时,z为虚数.
(2)当
即m=-时,z为纯虚数.
18.(本小题满分12分)若z满足z-1=(1+z)i,求z+z2的值.
解:因为z-1=(1+z)i,
所以z==-i,
因此z+z2=-i+=-i+=-1.
19.(本小题满分12分)已知复数z满足z=(-1+3i)·(1-i)-4.
(1)求复数z的共轭复数;
(2)若w=z+ai,且复数w对应向量的模不大于复数z所对应向量的模,求实数a的取值范围.
解:(1)z=-1+i+3i+3-4=-2+4i,
所以复数z的共轭复数为-2-4i.
(2)w=-2+(4+a)i,复数w对应的向量为(-2,4+a),其模为.
又复数z所对应向量为(-2,4),其模为2.
由复数w对应向量的模不大于复数z所对应向量的模,得20+8a+a2≤20,a2+8a≤0,
所以实数a的取值范围是-8≤a≤0.
20.(本小题满分12分)复数z=,若z2+