1、13. 1 数系的扩充二、教学目标:.1. 经历数的概念的发展和数系扩充的过程,体会数学发展和创造的过程,以及数学发生、发展的客观需求。2.理解复数的基本概念以及复数相等的充要条件。三、课前预习1. 思考:N、Z、Q、R 分别代表什么?它们是如何发展得来的?2判断下列方程在实数集中的解的个数(引导学生回顾根的个数与 的关系):(1) 340x (2) 450x (3) 210x (4) 210x四、讲解新课1、新课引人: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
2、数集 N随着生产和科学的发展,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 N Q.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 Z Q、N Z.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
3、循环小数(包括整数、有限小数),无理数都是无限不循环小数,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 i,叫做虚数单位.并由此产生的了复数2、讲解新课:1.虚数单位 i:(1)它的平方等于-1,即 21i; (2)实数可以与它进行四则运算,进行四则运算时
4、,原有加、乘运算律仍然成立.2. i与1 的关系: i就是1 的一个平方根,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, i4n+3=-i, i4n=14.复数的定义:形如 (,)abiR的数叫复数, a叫复数的实部, b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 (,)ziR,把复数表示成2a+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 (,)abiR,当且仅当 b=0时,复数 a+bi(a、 bR)是实数 a;
5、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:N Z Q R C.6. 两个复数相等的定义: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
6、复数不全是实数时才不能比较大小 例 1 请说出复数iii 53,123,,4,0,6i 的实部和虚部,哪些实数,哪些是虚数,有没有纯虚数?例 2 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?例 3 已知(2x1)+i=y(3y)i,其中 x,yR,求 x 与 y.五、课堂练习1.复数(2x2+5x+2)+(x2+x2)i 为虚数,则实数 x 满足_. 32.已知集合 M=1,2,(m23m1)+(m25m6)i ,集合 P=1,3.MP=3 ,则实数 m 的值为_.3.复数 z1=a+bi,z2=c+di(a、b、c、dR),则 z1=z
7、2 的充要条件是_.4.已知 mR,复数 z= 1)2(m+(m2+2m3)i,当 m 为何值时,(1)zR; (2)z 是虚数;(3)z 是纯虚数;(4)z= 21+4i.六、课堂小结七、课后作业1若复数2(1)(zxi为纯虚数,则实数 x的值为 2分别写出下列复数的实部与虚部i3, i, 2, i3, 03指出下列各数中,哪些是实数,哪些是虚数,哪些是纯虚数?72, 618.0, i72, 0, i, 2, 85i, i293, )31(, i4.求适合下列方程的实数 x与 y的值:(1) iiyx217)5()23( ; (2) 0)4()3(ixyx ;5. 实数 m取什么值时,复数 immz)3()65(22是(1)实数?(2)虚数? (3)纯虚数?6. 若 )2(log)3(log2i为纯虚数,求实数 的值