第三节 复数的向量表示
例1 用复数表示下图中各题的阴影部分.
解:设复数 ,则:
(1)
(2) 且
(3) ,且 且
(4) ,且
例2 设 ,在复平面上画出满足下列条件的点Z的集合所表示的图形:(1) 且 ;
(2) ,且 ;
(3) 且 .
解 (1)∵ 且 ,∴表示虚轴右边的阴影部分(不含虚轴),又∵ ,故不含原点,如右图.
(2)∵ ,且 表示由 , 四条直线围成的矩形,如右图中阴影部分,包括周界AD,BC,但不包括周界AB,CD及矩形内部的实轴部分.
(3)因为满足 的图形足以(0,0)为原心,2为半径的圆及其内部.满足 的图形是直线 .同时满足上述两条件的图形是直线 被圆O截得的弦,即以A(0,2),B(2,0)为端点的弦AB,如右图所示.
例3已知复数 , ,且 ,求实数 的取值范围.
分析:题中 和 都是虚数,而虚数与虚数,虚数与实数之间不能比较大小,但 , 都是实数,它们之间是可以比较大小的,可利用复数模的定义来列出关于 的不等式.
解:由已知 ,
∵ , ∴ ,解之
例4 设 , , .若全集 , ,那么 中所有 在复平面上对应的点的集合是什么图形?
分析:解决复数在复平面上对应的几何图形问题,要熟练掌握两点:①复数 在复平面上对应点Z( );② 的几何含意为 在复平面上对应点Z与原点的距离.本题关键是求出 的取值范围,就可确定 在复平面上的图形.
解:由已知: ;
∴ ,
∴
∴ 在复平面上对应的点Z的集合应是与原点距离大于1而不大于3的所有点.
∴ 中的所有 在复平面上对应的点的集合是以原点为圆心,以1和3为半径的圆所夹的圆环,但不包括小圆的边界(如右图).
例5 已知 ,求复数Z.
分析1:设 转化为实数问题
解:设 ,依题意得
即
根据复数相等条件是
解得:
∴
分析2:从已知条件中直接求出 ,进而求出 .
解:由已知可得 ,等式两边取模得 .两边平方得 .把 代入原方程可得 .
说明:本例的解法1是通过复数相等条件把复数问题转化为实数来解决的.而解法2则是直接利用复数 的性质来求解的.这两种解法是解决复数问题的两种基本方法.