1、课 题: 41复数的概念教学目的:1.了解引进复数的必要性;理解并掌握虚数的单位i2.理解并掌握虚数单位与实数进行四则运算的规律3.理解并掌握复数的有关概念(复数集、代数形式、虚数、纯虚数、实部、虚部)4.理解并掌握复数相等的有关概念教学重点:复数的概念,虚数单位i,复数的分类(实数、虚数、纯虚数)和复数相等等概念是本节课的教学重点.复数在现代科学技术中以及在数学学科中的地位和作用教学难点:虚数单位i的引进及复数的概念是本节课的教学难点.复数的概念是在引入虚数单位i并同时规定了它的两条性质之后,自然地得出的.在规定i的第二条性质时,原有的加、乘运算律仍然成立授课类型:新授课 课时安排:1课时
2、教 具:多媒体、实物投影仪 内容分析:复数的概念如果单纯地讲解或介绍会显得较为枯燥无味,学生不易接受,教学时,我们采用讲解或体验已学过的数集的扩充的历史,让学生体会到数集的扩充是生产实践的需要,也是数学学科自身发展的需要;介绍数的概念的发展过程,使学生对数的形成、发展的历史和规律,各种数集中之间的关系有着比较清晰、完整的认识.从而让学生积极主动地建构虚数的概念、复数的概念、复数的分类教学过程: 一、复习引入:数的概念是从实践中产生和发展起来的.早在人类社会初期,人们在狩猎、采集果实等劳动中,由于计数的需要,就产生了1,2,3,4等数以及表示“没有”的数0.自然数的全体构成自然数集N随着生产和科
3、学的发展,数的概念也得到发展为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数;为了表示各种具有相反意义的量以及满足记数的需要,人们又引进了负数.这样就把数集扩充到有理数集Q.显然NQ.如果把自然数集(含正整数和0)与负整数集合并在一起,构成整数集Z,则有ZQ、NZ.如果把整数看作分母为1的分数,那么有理数集实际上就是分数集有些量与量之间的比值,例如用正方形的边长去度量它的对角线所得的结果,无法用有理数表示,为了解决这个矛盾,人们又引进了无理数.所谓无理数,就是无限不循环小数.有理数集与无理数集合并在一起,构成实数集R.因为有理数都可看作循环小数(包括整数、有限小数),无理数都是
4、无限不循环小数,所以实数集实际上就是小数集因生产和科学发展的需要而逐步扩充,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾,分数解决了在整数集中不能整除的矛盾,负数解决了在正有理数集中不够减的矛盾,无理数解决了开方开不尽的矛盾.但是,数集扩到实数集R以后,像x2=1这样的方程还是无解的,因为没有一个实数的平方等于1.由于解方程的需要,人们引入了一个新数,叫做虚数单位.并由此产生的了复数二、讲解新课:1.虚数单位:(1)它的平方等于-1,即; (2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时,原有加、乘运算律仍然成立.2. 与1的关系: 就是1的一个平方根
5、,即方程x2=1的一个根,方程x2=1的另一个根是!3. 的周期性:4n+1=i, 4n+2=-1, 4n+3=-i, 4n=14.复数的定义:形如的数叫复数,叫复数的实部,叫复数的虚部全体复数所成的集合叫做复数集,用字母C表示*3. 复数的代数形式: 复数通常用字母z表示,即,把复数表示成a+bi的形式,叫做复数的代数形式4. 复数与实数、虚数、纯虚数及0的关系:对于复数,当且仅当b=0时,复数a+bi(a、bR)是实数a;当b0时,复数z=a+bi叫做虚数;当a=0且b0时,z=bi叫做纯虚数;当且仅当a=b=0时,z就是实数0.5.复数集与其它数集之间的关系:NZQRC.6. 两个复数相
6、等的定义:如果两个复数的实部和虚部分别相等,那么我们就说这两个复数相等这就是说,如果a,b,c,dR,那么a+bi=c+dia=c,b=d复数相等的定义是求复数值,在复数集中解方程的重要依据一般地,两个复数只能说相等或不相等,而不能比较大小.如3+5i与4+3i不能比较大小.现有一个命题:“任何两个复数都不能比较大小”对吗?不对如果两个复数都是实数,就可以比较大小只有当两个复数不全是实数时才不能比较大小7. 复平面、实轴、虚轴:复数z=a+bi(a、bR)与有序实数对(a,b)是一一对应关系这是因为对于任何一个复数z=a+bi(a、bR),由复数相等的定义可知,可以由一个有序实数对(a,b)惟
7、一确定,如z=3+2i可以由有序实数对(3,2)确定,又如z=2+i可以由有序实数对(2,1)来确定;又因为有序实数对(a,b)与平面直角坐标系中的点是一一对应的,如有序实数对(3,2)它与平面直角坐标系中的点A,横坐标为3,纵坐标为2,建立了一一对应的关系由此可知,复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应的关系.点Z的横坐标是a,纵坐标是b,复数z=a+bi(a、bR)可用点Z(a,b)表示,这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,也叫高斯平面,x轴叫做实轴,y轴叫做虚轴实轴上的点都表示实数 对于虚轴上的点要除原点外,因为原点对应的有序实数对为(0,0), 它所确定的复数是
8、z=0+0i=0表示是实数.故除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数在复平面内的原点(0,0)表示实数0,实轴上的点(2,0)表示实数2,虚轴上的点(0,1)表示纯虚数i,虚轴上的点(0,5)表示纯虚数5i非纯虚数对应的点在四个象限,例如点(2,3)表示的复数是2+3i,z=53i对应的点(5,3)在第三象限等等.复数集C和复平面内所有的点所成的集合是一一对应关系,即复数复平面内的点这是因为,每一个复数有复平面内惟一的一个点和它对应;反过来,复平面内的每一个点,有惟一的一个复数和它对应.这就是复数的一种几何意义.也就是复数的另一种表示方法,即几何表示方法.三、讲解范例:例1请说出复数的实部和虚部,
9、有没有纯虚数?答:它们都是虚数,它们的实部分别是2,3,0,;虚部分别是3,;i是纯虚数.例2 复数2i+3.14的实部和虚部是什么?答:实部是3.14,虚部是2.易错为:实部是2,虚部是3.14!例3实数m取什么数值时,复数z=m+1+(m1)i是:(1)实数? (2)虚数? (3)纯虚数?分析因为mR,所以m+1,m1都是实数,由复数z=a+bi是实数、虚数和纯虚数的条件可以确定m的值.解:(1)当m1=0,即m=1时,复数z是实数;(2)当m10,即m1时,复数z是虚数;(3)当m+1=0,且m10时,即m=1时,复数z 是纯虚数.例4已知(2x1)+i=y(3y)i,其中x,yR,求x
10、与y.解:根据复数相等的定义,得方程组,所以x=,y=4四、课堂练习:1.设集合C=复数,A=实数,B=纯虚数,若全集S=C,则下列结论正确的是( )A.AB=C B. A=B C.AB= D.BB=C2.复数(2x2+5x+2)+(x2+x2)i为虚数,则实数x满足( )A.x= B.x=2或 C.x2 D.x1且x23.已知集合M=1,2,(m23m1)+(m25m6)i,集合P=1,3.MP=3,则实数m的值为( )A.1 B.1或4 C.6 D.6或14.满足方程x22x3+(9y26y+1)i=0的实数对(x,y)表示的点的个数是_.5.复数z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c
11、、dR),则z1=z2的充要条件是_.6.设复数z=log2(m23m3)+ilog2(3m)(mR),如果z是纯虚数,求m的值.7.若方程x2+(m+2i)x+(2+mi)=0至少有一个实数根,试求实数m的值.8.已知mR,复数z=+(m2+2m3)i,当m为何值时,(1)zR; (2)z是虚数;(3)z是纯虚数;(4)z=+4i.答案:1.D2.D 3. 解析:由题设知3M,m23m1+(m25m6)i=3,m=1,故选A.4. 解析:由题意知点对有(3,),(1,)共有2个.答案:25. 解析:z1=z2a=c且b2=d2.答案:a=c且b2=d26.解:由题意知,m=1.7. 解:方程化为(x2+mx+2)+(2x+m)i=0.,x=,m2=8,m=2.8. 解:(1)m须满足解之得:m=3.(2)m须满足m2+2m30且m10,解之得:m1且m3.(3)m须满足解之得:m=0或m=2.(4)m须满足解之得:m五、小结 :这节课我们学习了虚数单位i及它的两条性质,复数的定义、实部、虚部及有关分类问题,复数相等的充要条件,复平面等等.基本思想是:利用复数的概念,联系以前学过的实数的性质,对复数的知识有较完整的认识,以及利用转化的思想将复数问题转化为实数问题 六、课后作业:七、板书设计(略)八、课后记: