复数的加法与减法
复数的加法与减法
为一条对角线, 1为一条边画平行四边形,那么这个平行四边形的另一边 2所表示的向量OZ2就与复数z-z1的差( - )+( - )i对应,如图.
在这个平行四边形中与z-z1差对应的向量是只有向量 2吗?
还有 . 因为OZ2 Z1Z,所以向量 ,也与z-z1差对应.向量 是以Z1为起点,Z为终点的向量.
能概括一下复数减法几何意义是:两个复数的差z-z1与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应.
(四)应用举例
在直角坐标系中标Z1(-2,5),连接OZ1,向量 1与多数z1对应,标点Z2(3,2),Z2关于x轴对称点Z2(3,-2),向量 2与复数对应,连接,向量与的差对应(如图).
例2 根据复数的几何意义及向量表示,求复平面内两点间的距离公式.
解:设复平面内的任意两点Z1,Z2分别表示复数z1,z2,那么Z1Z2就是复数对应的向量,点之间的距离就是向量的模,即复数z2-z1的模.如果用d表示点Z1,Z2之间的距离,那么d=|z2-z1|.
例3 在复平面内,满足下列复数形式方程的动点Z的轨迹是什么.
(1)|z-1-i|=|z+2+i|;
方程左式可以看成|z-(1+i)|,是复数Z与复数1+i差的模.
几何意义是是动点Z与定点(1,1)间的距离.方程右式也可以写成|z-(-2-i)|,是复数z与复数-2-i差的模,也就是动点Z与定点(-2,-1)间距离.这个方程表示的是到两点(+1,1),(-2,-1)距离相等的点的轨迹方程,这个动点轨迹是以点(+1,1),(-2,-1)为端点的线段的垂直平分线.
(2)|z+i|+|z-i|=4;
方程可以看成|z-(-i)|+|z-i|=4,表示的是到两个定点(0,-1)和(0,1)距离和等于4的动点轨迹.满足方程的动点轨迹是椭圆.
(3)|z+2|-|z-2|=1.
这个方程可以写成|z-(-2)|-|z-2|=1,所以表示到两个定点(-2,0),(2,0)距离差等于1的点的轨迹,这个轨迹是双曲线.是双曲线右支.
由z1-z2几何意义,将z1-z2取模得到复平面内两点间距离公式d=|z1-z2|,由此得到线段垂直平分线,椭圆、双曲线等复数方程.使有些曲线方程形式变得更为
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例4 设动点Z与复数z= + i对应,定点P与复数p= + i对应.求
(1)复平面内圆的方程;
解:设定点P为圆心,r为半径,如图
由圆的定义,得复平面内圆的方程|z-p|=r.
(2)复平面内满足不等式|z-p|<r(r∈R+)的点Z的集合是什么图形?
解:复平面内满足不等式|z-p|<r(r∈R+)的点的集合是以P为圆心,r为半径的圆面部分(不包括周界).利用复平面内两点间距离公式,可以用复数解决解析几何中某些曲线方程.不等式等问题.
(五)小结
我们通过推导得到复数减法法则,并进一步得到了复数减法几何意义,应用复数减法几何意义和复平面内两点间距离公式,可以用复数研究解析几何问题,不等式以及最值问题.
(六)布置作业P193习题二十七:2,3,8,9.
探究活动复数等式的几何意义
复数等式 在复平面上表示以 为圆心,以1为半径的圆。请再举三个复数等式并说明它们在复平面上的几何意义。
分析与解
1. 复数等式 在复平面上表示线段 的中垂线。
2. 复数等式 在复平面上表示一个椭圆。
3. 复数等式 在复平面上表示一条线段。
4. 复数等式 在复平面上表示双曲线的一支。
5. 复数等式 在复平面上表示原点为O、 构成一个矩形。
说明 复数与复平面上的点有一一对应的关系,如果我们对复数的代数形式工(几何意义)之
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