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1、第3章 數(shù)系的擴充與復數(shù)的引入
本章概覽
內容提要
本章的主要內容是復數(shù)的有關概念,復數(shù)代數(shù)形式的運算以及數(shù)系的擴充等.
1.數(shù)集的擴充過程是
自然數(shù)集(N)→整數(shù)集(Z)→有理數(shù)集(Q)→實數(shù)集(R)→復數(shù)集(C).
數(shù)集的每一次擴充,都使數(shù)集本身能適合更多種代數(shù)運算.
2.形如a+bi的數(shù)叫做復數(shù),其中a、b∈R,i2=-1.當b=0時為實數(shù),當b≠0時為虛數(shù),當b≠0且a=0時為純虛數(shù). 全體復數(shù)所組成的集合稱為復數(shù)集,記為C,即C={z|z=a+bi,a,b∈R}.
3.任一復數(shù)z=a+bi(a、b∈R)和復平面內的一點Z(a,b)對應,且是一一對應;任一復數(shù)z=a+b
2、i(a、b∈R)與它對應的點所在平面內的一個向量對應(O是坐標原點),且也是一一對應.
4.引進i2=-1后,復數(shù)的四則運算就可按實數(shù)的運算法則同樣地進行,并且也滿足關于加法、減法的運算律.復數(shù)的加、減、乘、除(除數(shù)不為0)運算的結果仍是復數(shù).
5.本章中的常用結論
(1)共軛復數(shù)的常用性質:
設z=a+bi(a、b∈R),則
①z+=2a;②z-=2bi(純虛數(shù)或零);③()=z.
(2)共軛復數(shù)的代數(shù)運算:
①(可推廣到任意有限個復數(shù)相加的情形);②;③(可推廣到任意有限個復數(shù)相乘的情形);④;⑤(z2≠0).
(3)共軛復數(shù)與模的關系:
z=|z|2=||2.
(4)
3、判斷一個復數(shù)是純虛數(shù),可以從下面幾個方面去思考:
①實部為0且虛部不為0,則z為純虛數(shù);②z+=0且z≠0,則z為純虛數(shù);③若z為虛數(shù),則z-為純虛數(shù);④若z≠0且|z-a|=|z+a|(a∈R+),則z為純虛數(shù);⑤若z為純虛數(shù),則可得z=ki(k∈R且k≠0).
(5)判斷一個復數(shù)是實數(shù),可從如下幾個方面思考:
①z的虛部為0,則z∈R;②z=z∈R;③z+∈R;④z=|z|2∈R;⑤z1、z2為純虛數(shù),則z1·z2∈R.
學法指導
我們把一個數(shù)集連同相應的運算及結構叫作一個數(shù)系.本章內容——復數(shù)的引入實現(xiàn)了中學階段數(shù)系的最后一次擴充.
數(shù)系擴充的過程體現(xiàn)了數(shù)學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造過程,同時體現(xiàn)了數(shù)學發(fā)生發(fā)展的客觀需求和背景,復數(shù)的引入是中學階段數(shù)系的又一次擴充.在本模塊中,將在問題情境中了解數(shù)系擴充的過程以及引入復數(shù)的必要性,學習復數(shù)的一些基本知識,體會人類理性思維在數(shù)系擴充中的作用.
在有關復數(shù)內容的學習過程中,切實注意:
1.復數(shù)的定義;
2.復數(shù)相等的概念及其充要條件;
3.復數(shù)的運算法則.