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(时间:100分钟;满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.在复平面内,复数对应的点的坐标为( )
A.(1,3) B.(3,1)
C.(-1,3) D.(3,-1)
解析:选A.==3i-i2=1+3i.
2.z是纯虚数的一个充要条件是( )
A.z+≠0 B.z-≠0
C.z·≠0 D.=-z(z≠0)
解析:选D.(1)设z=bi(b≠0),则=-bi,所以z+=0,所以=-z.
(2)设z=a+bi(z≠0),则=a-bi,由于=-z,所以a-bi=-(a+bi),即a=0,又z≠0,所以b≠0,所以z是纯虚数,由(1),(2)知z是纯虚数的一个充要条件是=-z(z≠0).
3.A,B分别是复数z1,z2在复平面内对应的点,O是原点,若|z1+z2|=|z1-z2|,则三角形AOB确定是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
解析:选B.依据复数加(减)法的几何意义,知以O,O为邻边所作的平行四边形的对角线相等,则此平行四边形为矩形,故三角形OAB为直角三角形.
4.复数等于( )
A.i B.-i
C.+i D.-i
解析:选A.===i.
5.已知下列命题:
①复数a+bi不是实数;
②若(x2-4)+(x2+3x+2)i是纯虚数,则实数x=±2;
③若复数z=a+bi,则当且仅当b≠0时,z为虚数.
其中正确的命题有( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
解析:选A.依据复数的有关概念推断命题的真假:①是假命题,由于当a∈R且b=0时,a+bi是实数;②是假命题,由于由纯虚数的条件得
解得x=2,当x=-2时,对应的复数为实数;③是假命题,由于没有强调a,b∈R.
6.下列命题正确的是( )
A.若z∈C,则z2>0
B.若z1,z2∈C且z1-z2>0,则z1>z2
C.若a>b,则2a+i>2b+i
D.虚数的共轭复数确定是虚数
解析:选D.对A,当z=0或z为虚数时不成立,两复数不能比较大小,B、C不成立,故选D.
7.若复数(b∈R)的实部与虚部互为相反数,则b=( )
A. B.
C.- D.2
解析:选C.由于==-i,又复数(b∈R)的实部与虚部互为相反数,所以=,即b=-.
8.若z=cos θ-isin θ,则使z2=-1的θ值可能是( )
A.0 B.
C.π D.2π
解析:选B.由于z2=(cos θ-isin θ)2=cos 2θ-isin 2θ,又z2=-1,所以再由选择项验证得θ=.
9.已知复数(a∈R)对应的点都在以原点为圆心,半径为的圆内(不包括边界),则a的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(0,2)
C.(-,) D.(-2,0)∪(0,2)
解析:选A.由于==+,所以复数(a∈R)对应的点为Z.又复数(a∈R)对应的点都在以原点为圆心,半径为的圆内(不包括边界),则2+2<2,即-2<a<2.
10.已知复数(x-2)+yi(x,y∈R)对应向量的模为,则的最大值是( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由=,得(x-2)2+y2=3.∴可理解为圆上的点(x,y)与原点(0,0)连线的斜率,可知相切时最大,如图∠COP=,∴=k=.
二、填空题(本大题共5小题,请把答案填在题中横线上)
11.定义运算=ad-bc,若复数x=,y=,则y=________.
解析:依题意,y=4i(x+i)-2xi
=4i2+2xi=-4+
=-4+=-4+2=-2.
答案:-2
12.若z∈C,且|z+2-2i|=1,则|z-2-2i|的最小值是________.
解析:
设z=x+yi(x,y∈R),则由|z+2-2i|=1得(x+2)2+(y-2)2=1,表示以(-2,2)为圆心,以1为半径的圆,如图所示,则|z-2-2i|=表示圆上的点与定点(2,2)间的距离,数形结合得|z-2-2i|的最小值为3.
答案:3
13.在复平面内,若复数z满足|z+1|=|1+iz|,则z在复平面内对应点的轨迹为________.
解析:设z=x+yi(x、y∈R),
|x+1+yi|=,
|1+iz|=|1+i(x+yi)|=,
则=.
∴复数z=x+yi对应点(x,y)的轨迹为到点(-1,0)和(0,1)距离相等的直线.
答案:直线
14.已知z、ω为复数,(1+3i)z为纯虚数,ω=,且|ω|=5,则ω=________.
解析:由题意设(1+3i)z=ki(k≠0且k∈R),
则ω=.
∵|ω|=5,
∴k=±50,故ω=±(7-i).
答案:±(7-i)
15.在复数集C内,方程2x2-(5-i)x+6=0的解为________.
解析:设x=a+bi,a,b∈R,代入原方程整理得(2a2-2b2-5a+6-b)+(4ab+a-5b)i=0,于是有解得或所以x=1+i或x=-i.
答案:x=1+i或x=-i
三、解答题(本大题共5小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
16.已知x、y∈R,且+=,求x、y的值.
解:+=可写成+=.
5x(1-i)+2y(1-2i)=5-15i,
(5x+2y)-(5x+4y)i=5-15i.
∴∴
17.已知函数f(x)=,求f(1)+f(2i)+f+f(3i)+f+f(4i)+f的值.
解:f(1)==,f(x)+f=+=1.f(1)+f(2i)+f+f(3i)+f+f(4i)+f=+1+1+1=.
18.已知复数z满足|z|=,z2的虚部是2.
(1)求复数z;
(2)设z,z2,z-z2在复平面上的对应点分别为A,B,C,求△ABC的面积.
解:(1)设z=a+bi(a,b∈R),则z2=a2-b2+2abi,由题意得a2+b2=2且2ab=2,解得a=b=1或a=b=-1,所以z=1+i或z=-1-i.
(2)当z=1+i时,z2=2i,z-z2=1-i,所以A(1,1),B(0,2),C(1,-1),所以S△ABC=1.
当z=-1-i时,z2=2i,z-z2=-1-3i,所以A(-1,-1),B(0,2),C(-1,-3),所以S△ABC=1.
19.已知z=1+i,
(1)设ω=z2+3-4,求ω;
(2)假如=1-i,求实数a,b的值.
解:(1)ω=(1+i)2+3(1-i)-4=1+2i-1+3-3i-4=-1-i.
(2)由=1-i,
得(2+a)i+a+b=1+i,
∴
20.设O为坐标原点,已知向量,分别对应复数z1,z2,且z1=-(10-a2)i,z2=+(2a-5)i,a∈R,若z1+z2可以与任意实数比较大小,求·的值.
解:依题意得z1+z2为实数,
∵z1+z2=++[(a2-10)+(2a-5)]i,
∴
∴a=3.
此时z1=-i,z2=-1+i,
即=,=(-1,1).
∴·=×(-1)+(-1)×1=-.
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