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复数的加法与减法
作者:Siny 文章来源:中国教师站cn-teacher 点击数: 更新时间:2007-2-16 9:52:58
)i.

  推导的想法和依据把减法运算转化为加法运算.

  推导:设( + i)-( + i)= + i( ∈R).即复数 + i为复数 + i减去复数 + i的差.由规定,得( + i)+( + i)= + i,依据加法法则,得( + )+( + )i= + i,依据复数相等定义,得

  故( + i)-( + i)=( - )+( - )i.这样推导每一步都有合理依据.

  我们得到了复数减法法则,两个复数的差仍是复数.是唯一确定的复数.

  复数的加(减)法与多项式加(减)法是类似的.就是把复数的实部与实部,虚部与虚部分别相加(减),即( + i)±( + i)=( ± )+( ± )i.

(三)复数减法几何意义

  我们有了做复数减法的依据——复数减法法则,那么复数减法的几何意义是什么?
  设z= + i( ∈R),z1= + i( ∈R),对应向量分别为 , 如图

  由于复数减法是加法的逆运算,设z=( - )+( - )i,所以z-z1=z2,z2+z1=z,由复数加法几何意义,以 为一条对角线, 1为一条边画平行四边形,那么这个平行四边形的另一边 2所表示的向量OZ2就与复数z-z1的差( - )+( - )i对应,如图.

  在这个平行四边形中与z-z1差对应的向量是只有向量 2吗? 

  还有 . 因为OZ2 Z1Z,所以向量 ,也与z-z1差对应.向量 是以Z1为起点,Z为终点的向量.

  能概括一下复数减法几何意义是:两个复数的差z-z1与连接这两个向量终点并指向被减数的向量对应.

(四)应用举例

  

  

  在直角坐标系中标Z1(-2,5),连接OZ1,向量 1与多数z1对应,标点Z2(3,2),Z2关于x轴对称点Z2(3,-2),向量 2与复数对应,连接,向量与的差对应(如图).

  例2 根据复数的几何意义及向量表示,求复平面内两点间的距离公式.

  解:设复平面内的任意两点Z1,Z2分别表示复数z1,z2,那么Z1Z2就是复数对应的向量,点之间的距离就是向量的模,即复数z2-z1的模.如果用d表示点Z1,Z2之间的距离,那么d=|z2-z1|.

  例3  在复平面内,满足下列复数形式方程的动点Z的轨迹是什么.

  (1)|z-1-i|=|z+2+i|;

  方程左式可以看成|z-(1+i)|,是复数Z与复数1+i差的模.

  几何意义是是动点Z与定点(1,1)间的距离.方程右式也可以写成|z-(-2-i)|,是复数z与复数-2-i差的模,也就是动点Z与定点(-2,-1)间距离.这个方程表示的是到两点(+1,1),(-2,-1)距离相等的点的轨迹方程,这个动点轨迹是以点(+1,1),(-2,-1)为端点的线段的垂直平分线.

  (2)|z+i|+|z-i|=4;

  方程可以看成|z-(-i)|+|z-i|=4,表示的是到两个定点(0,-1)和(0,1)距离和等于4的动点轨迹.满足方程的动点轨迹是椭圆.

  (3)|z+2|-|z-2|=1.

  这个方程可以写成|z-(-2)|-|z-2|=1,所以表示到两个定点(-2,0),(2,0)距离差等于1的点的轨迹,这个轨迹是双曲线.是双曲线右支.

  由z1-z2几何意义,将z1-z2取模得到复平面内两点间距离公式d=|z1-z2|,由此得到线段垂直平分线,椭圆、双曲线等复数方程.使有些曲线方程形式变得更为简捷.且反映曲线的本质

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