【复数综合练习题】在数学学习中,复数是一个重要的知识点,尤其在高中阶段和大学的初步课程中占据重要地位。复数不仅拓展了数的范围,也为解决实际问题提供了更强大的工具。为了帮助学生更好地掌握复数的相关概念与运算,以下是一些具有代表性的综合练习题,旨在提升学生的思维能力和解题技巧。
一、选择题
1. 设 $ z = 3 - 4i $,则其共轭复数为( )
A. $ 3 + 4i $
B. $ -3 + 4i $
C. $ -3 - 4i $
D. $ 4 - 3i $
2. 若 $ z_1 = 2 + i $,$ z_2 = 1 - 2i $,则 $ z_1 \cdot z_2 = $( )
A. $ 4 - 3i $
B. $ 3 - 4i $
C. $ 2 - 5i $
D. $ 5 - 3i $
3. 复数 $ z = \frac{1 + i}{1 - i} $ 的实部为( )
A. 0
B. 1
C. $ \frac{1}{2} $
D. $ -1 $
二、填空题
4. 若 $ z = a + bi $ 是纯虚数,则实数 $ a = $ ______。
5. 已知 $ |z| = 5 $,且 $ z $ 在复平面上的对应点位于第一象限,若其实部为 3,则其虚部为 ______。
6. 计算 $ (1 + i)^2 $ 的结果是 ______。
三、解答题
7. 已知复数 $ z = 2 + 3i $,求它的模和辐角(用弧度表示)。
8. 解方程:$ z^2 + 4z + 13 = 0 $。
9. 设 $ z_1 = 1 + i $,$ z_2 = 2 - i $,计算 $ \frac{z_1}{z_2} $ 并化简为标准形式 $ a + bi $。
10. 求复数 $ z = \cos\theta + i\sin\theta $ 的平方根,并写出其极坐标形式。
四、应用题
11. 在一个电路中,阻抗 $ Z $ 可以表示为复数,其中电阻部分为实部,电抗部分为虚部。若某电路的总阻抗为 $ Z = 4 + 3i $ 欧姆,求该电路的等效阻抗模值。
12. 已知复数 $ z $ 满足 $ z^3 = 1 $,求所有满足条件的复数 $ z $,并说明它们在复平面上的位置关系。
五、思考题(拓展)
13. 探究复数 $ z = \cos\theta + i\sin\theta $ 的幂次性质,并解释其与欧拉公式的联系。
14. 如果一个复数 $ z $ 满足 $ |z - 1| = |z + 1| $,那么 $ z $ 在复平面上的轨迹是什么?请画出图形并说明理由。
通过这些练习题,可以系统地巩固复数的基本概念、代数运算、几何意义以及实际应用。建议同学们在做题时注意理解每一步的推导过程,培养严谨的数学思维习惯。同时,遇到困难时可结合图像或公式进行分析,逐步提高对复数的理解与运用能力。