2022年选修2-2数学第3章数系的扩充与复数全册学案(人教B版).docx
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1、2022年选修2-2数学第3章数系的扩充与复数全册学案(人教B版)2022年选修1-2数学第3章数系的扩充与复数的引入学案(苏教版)3.1数系的扩充问题1:方程2x23x10.试求方程的整数解?方程的实数解?提示:方程的整数解为1,方程的实数解为1和.问题2:方程x210在实数范围内有解吗?提示:没有解问题3:若有一个新数i满意i21,试想方程x210有解吗?提示:有解,xi.问题4:实数a与实数b和i相乘的结果相加,结果记作abi,这一新数集形式如何表示?提示:Cabi|a,bR1虚数单位i我们引入一个新数i,叫做虚数单位,并规定:(1)i21(2)实数可以与i进行四则运算,进行四则运算时,
2、原有的加法、乘法运算律仍旧成立2复数的概念形如abi(a,bR)的数叫做复数全体复数所组成的集合叫做复数集,记作C.3复数的代数形式复数通常用字母z表示,即zabi(a,bR),其中a与b分别叫做复数z的实部与虚部.问题1:复数zabi(a,bR),当b0时,z是什么数?提示:当b0时,za为实数问题2:复数zabi(a,bR),当a0时,z是什么数?提示:当ab0时,z0为实数;当a0,b0,zbi为纯虚数1复数zabi2两个复数相等的充要条件是它们的实部和虚部分别相等1留意复数的代数形式zabi中a,bR这一条件,否则a,b就不肯定是复数的实部与虚部2复数集是实数集的扩充,两个实数可以比较
3、大小,但若两个复数不全为实数,则不能比较大小在复数集里,一般没有大小之分,但却有相等与不相等之分例1实数m为何值时,复数z(m22m3)i是(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?思路点拨分清复数的分类,依据实部与虚部的取值状况进行推断精解详析(1)要使z是实数,m需满意m22m30,且有意义,即m10,解得m3.(2)要使z是虚数,m需满意m22m30,且有意义,即m10,解得m1且m3.(3)要使z是纯虚数,m需满意0,且m22m30,解得m0或m2.一点通zabi(a,bR)是复数的基本定义,由a,b的取值来确定z是实数、虚数、纯虚数还是零在解题时,关键是确定复数的实部和虚部1若复数z(x
4、21)(x1)i为纯虚数,则实数x的值为_解析:z(x21)(x1)i是纯虚数,x1.答案:12已知复数2,i,0i,5i8,i(1),i2,其中纯虚数的个数为_解析:0i0,i21,纯虚数有i,i.答案:23当实数m为何值时,复数z(m22m)i为(1)实数?(2)虚数?(3)纯虚数?解:(1)当即m2时,复数z是实数;(2)当m22m0,即m0.且m2时,复数z是虚数;(3)当即m3时,复数z是纯虚数例2已知M1,(m22m)(m2m2)i,P1,1,4i,若MPP,求实数m的值思路点拨因为MPP,所以M?P,从而可建立关于m的关系式,进而求得m的值精解详析M1,(m22m)(m2m2)i
5、,P1,1,4i,且MPP.M?P,即(m22m)(m2m2)i1,或(m22m)(m2m2)i4i.或m1或m2.一点通(1)一般地,两个复数只能相等或不相等,不能比较大小(2)复数相等的充要条件是求复数及解方程的主要依据,是复数问题实数化的桥梁纽带(3)必需在代数形式下确定实部、虚部后才可应用4当关于x的方程x2(12i)x3mi0有实根,则实数m_解析:设实根为x0,则xx02x0i3mi0.即xx03m(2x01)i0.m.答案:5已知2x1(y1)ixy(xy)i,求实数x、y的值解:x,y为实数,2x1,y1,xy,xy均为实数,由复数相等的定义,知6已知m是实数,n是纯虚数,且2
6、mn4(3m)i,求m,n的值解:设nbi(bR且b0)由2mn4(3m)i得2mbi4(3m)i,m的值为2,n的值为i.例3若不等式m2(m23m)i(m24m3)i10成立,求实数m的值思路点拨.精解详析m2(m23m)i(m24m3)i10,解上式得:m3.一点通不全为实数的两个复数没有大小的关系,只有相等或不等由两个复数可以比较大小,知两个数必全为实数,进而依据复数的分类法列实数m的方程(组)求解7已知复数x21(y1)i大于复数2x2(y21)i,试求实数x,y的取值范围解:x21(y1)i2x2(y21)i,(x,yR),8已知复数zk23k(k25k6)i(kR),且z0,求实
7、数k.解:z0,zR.k25k60.k2或k3.但当k3时,z0不符合题意k2时,z20符合题意k2.1区分实数、虚数、纯虚数与复数的关系,特殊要明确:实数也是复数,要把复数与实数加以区分对于纯虚数bi(b0,bR)不要只记形式,要留意b0.2应用两复数相等的充要条件时,首先要把等号左右两边的复数写成代数形式,即分别实部与虚部,然后列出等式求解3若两个复数全是实数,则可以比较大小,反之,若两个复数能比较大小,则它们必是实数即abi0(a,bR).一、填空题1下列命题中,若aR,则(a1)i是纯虚数;若a,bR且ab,则aibi;若(x21)(x23x2)i是纯虚数,则实数x1;两个虚数不能比较
8、大小其中正确的命题是_解析:若a1,则(a1)i0,错;复数中的虚数只能说相等或不相等,不能比较大小错;中x1则x23x20,x1不适合,错;是正确的答案:2若43aa2ia24ai,则实数a的值为_解析:由复数相等的充要条件可知解得a4.答案:43复数(a2a2)(|a1|1)i(aR)是纯虚数,则a的取值为_解析:复数(a2a2)(|a1|1)i是纯虚数,解之得a1.答案:14已知M1,2,(a23a1)(a25a6)i,N1,3,MN3,则实数a_解析:MN3,(a23a1)(a25a6)i3,即解之得a1.答案:15已知z14a1(2a23a)i,z22a(a2a)i,其中aR,z1z
9、2,则a的值为_解析:z1z2,即故a0.答案:0二、解答题6已知复数(2k23k2)(k2k)i,实部小于零,虚部大于零,求实数k的取值范围解:由题意得即即解得k0或1k2.7求适合方程xy(x2y2)i25i的实数x,y的值解:由复数相等的条件可知:解得或或或8设复数zlg(m22m14)(m24m3)i,试求实数m的值,使(1)z是实数;(2)z是纯虚数解:(1)z为实数,虚部m24m30,则m1或m3.而当m1时,m22m1412140(舍去);当m3时,m22m1410.当m3时z为实数(2)z为纯虚数,实部lg(m22m14)0,且m24m30,即解得m5.当m5时z为纯虚数【人教
10、B版】2022年中学选修2-2数学:第1章-导数及其应用-全册学案(7份,含答案)1.1导数1理解函数在某点的平均改变率的概念,并会求此平均改变率2理解运动物体在某时刻的瞬时改变率(瞬时速度)3理解导数的几何意义,并会求曲线在某点处的切线方程1函数的平均改变率一般地,已知函数yf(x),x0,x1是其定义域内不同的两点,记xx1x0,yy1y0f(x1)f(x0)f(x0x)f(x0),则当x0时,商_称作函数yf(x)在区间x0,x0x(或x0x,x0)的平均改变率x,y的值可正、可负,但x的值不能为0,y的值可以为0.若函数f(x)为常数函数,则y0.【做一做11】已知函数yf(x)x21
11、,则在x2,x0.1时,y的值为()A0.40B0.41C0.43D0.44【做一做12】在x1旁边,取x0.3,在四个函数:yx;yx2;yx3;y1x中,平均改变率最大的是()ABCD2瞬时改变率与导数(1)设函数yf(x)在x0及其旁边有定义,当自变量在xx0旁边变更量为x时,函数值相应地变更yf(x0x)f(x0)假如当x趋近于0时,平均改变率yxf(x0x)f(x0)x趋近于一个常数l,那么常数l称为函数f(x)在点x0的_(2)当x趋近于0时,f(x0x)f(x0)x趋近于常数l可以用符号记作当x0时,f(x0x)f(x0)xl,或记作f(x0x)f(x0)xl,符号读作趋近于函数
12、yf(x)在点x0的瞬时改变率,通常称为f(x)在点x0处的_,并记作f(x0)这时又称f(x)在点x0处是可导的于是上述改变过程,可以记作当x0时,f(x0x)f(x0)x_或f(x0x)f(x0)x_(3)假如f(x)在开区间(a,b)内每一点x都是可导的,则称f(x)在区间(a,b)_这样,对开区间(a,b)内每个值x,都对应一个确定的导数f(x)于是,在区间(a,b)内,f(x)构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数yf(x)的_,记为f(x)或y(或yx)导函数通常简称为_(1)x是自变量x在x0处的变更量,x0,而y是函数值的变更量,可以是零(2)对于导函数的定义的几种形式表示如
13、下:yf(xx)f(x)x;yf(x)f(xx)x;yf(xx)f(x)x;yf(x)f(x0)xx0.【做一做21】若质点按规律s3t2运动,则在t3时的瞬时速度为()A6B18C54D81【做一做22】已知函数f(x)在xx0处可导,则limx0f(x0x)f(x0)x()A与x,x0都有关B仅与x0有关而与x无关C仅与x有关而与x0无关D与x0,x均无关3导数的几何意义设函数y=f(x)的图象如图所示AB是过点A(x0,f(x0)与点B(x0+x,f(x0+x)的一条割线由此割线的斜率是,可知曲线割线的斜率就是函数的平均改变率当点B沿曲线趋近于点A时,割线AB绕点A转动,它的最终位置为直
14、线AD,这条直线AD叫做此曲线在点A的切线于是,当x0时,割线AB的斜率趋近于在点A的切线AD的斜率,即f(x0x)f(x0)x切线AD的斜率由导数意义可知,曲线yf(x)在点(x0,f(x0)的切线的斜率等于_【做一做31】曲线y3x22在点(0,2)处的切线的斜率为()A6B6C0D不存在【做一做32】下面说法正确的是()A若f(x0)不存在,则曲线yf(x)在点(x0,f(x0)处没有切线B若曲线yf(x)在点(x0,f(x0)处有切线,则f(x0)必存在C若f(x0)不存在,则曲线yf(x)在点(x0,f(x0)处的切线斜率不存在D若曲线yf(x)在点(x0,f(x0)处没有切线,则f
15、(x0)有可能存在1函数f(x)在点xx0处的导数导函数导数三者有何关系?剖析:(1)函数在点xx0处的导数f(x0)是一个数值,不是变量(2)导函数也简称导数,所以(3)函数yf(x)在点xx0处的导数f(x0)就是导函数f(x)在点xx0处的函数值所以求函数在一点处的导数,一般是先求出函数的导函数,再计算导函数在这点的函数值2曲线的切线与曲线只有一个公共点吗?剖析:回答是否定的这就是我们为什么要用割线的极值位置来定义切线,而不说与曲线只有一个公共点的直线叫切线,其理由如下:在初中我们学习过圆的切线:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点圆是一种
16、特别的曲线,能不能将圆的切线的定义推广为一般曲线的切线的定义:直线和曲线有唯一公共点时,该直线叫做曲线在该点的切线,明显这种推广是不妥当的视察图中的曲线C,直线l1虽然与曲线C有唯一的公共点M,但我们不能说直线l1与曲线C相切;而直线l2尽管与曲线C有不止一个公共点,我们还是说直线l2是曲线C在点N处的切线因此,对于一般的曲线,必需重新寻求曲线切线的定义一般地,过曲线yf(x)上一点P(x0,y0)作曲线的割线PQ,当点Q沿着曲线无限趋近于点P时,若割线PQ趋近于某一确定的位置,则称这一确定位置的直线为曲线yf(x)在点P处的切线在这里,要留意,曲线yf(x)在点P处的切线:(1)与点P的位置
17、有关;(2)要依据割线PQ是否存在极限位置来判定与求解如有极限,则在此点处有切线,且切线是唯一的;如不存在,则在此点处无切线题型一求瞬时速度【例题1】已知物体的运动方程如下:求此物体在t1和t3时的瞬时速度(位移的单位:m,时间的单位:s)分析:先求平均改变率,即平均速度,再取极限(留意定义域的限制)反思:质点运动的瞬时速度不同于质点在某段时间内运动的平均速度题型二导数定义的应用【例题2】过曲线yf(x)x3上两点P(1,1)和Q(1x,1y)作曲线的割线,求出当x0.1时割线的斜率分析:割线PQ的斜率即为函数f(x)在x1到x1x之间的平均改变率yx.反思:一般地,设曲线C是函数yf(x)的
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