10.4

复数的模

把复数的模理解为复平面内点到原点的距离。

约 12 分钟复数
本文章目录

01 · 出发点

用距离理解复数的模

实数的绝对值是数轴上点到原点的距离。复数的模把这一概念推广到复平面,是对应点到原点的欧氏距离。

两个复数之差的模则表示它们对应点之间的距离,因此含模方程常可翻译成圆、直线或轨迹问题。

02 · 概念

模、距离与基本性质

若 z=a+biz=a+bi,则 ∣z∣=a2+b2|z|=\sqrt{a^2+b^2}。模是非负实数,且 ∣z∣=0  ⟺  z=0|z|=0\iff z=0;zz 与共轭 zˉ\bar z 的模相等。

∣z1z2∣=∣z1∣∣z2∣|z_1z_2|=|z_1||z_2|,除数非零时 ∣z1z2∣=∣z1∣∣z2∣\left|\dfrac{z_1}{z_2}\right|=\dfrac{|z_1|}{|z_2|}。距离方程 ∣z−z0∣=r|z-z_0|=r 在 r>0r>0 时表示以 z0z_0 对应点为圆心、rr 为半径的圆;r=0r=0 时只有点 z0z_0,r<0r<0 时无解。

03 · 方法

计算模并识别轨迹

  1. 01

    将复数整理为 a+bia+bi,使用平方和开方计算模,结果取非负值。

  2. 02

    含两个复数的模先识别为对应点间距离,再判断定长、等距或距离和差条件。

  3. 03

    利用模的乘除性质简化乘积商,并通过坐标距离复核数值。

04 · 例题

把方法落到具体问题

例 1由模方程识别圆

设 z=x+yiz=x+yi,描述满足 ∣z−(1−2i)∣=3|z-(1-2i)|=3 的点 zz 的轨迹。

解

  1. 1

    z−(1−2i)=(x−1)+(y+2)iz-(1-2i)=(x-1)+(y+2)i。

  2. 2

    取模得 (x−1)2+(y+2)2=3\sqrt{(x-1)^2+(y+2)^2}=3。

  3. 3

    两边平方得到 (x−1)2+(y+2)2=9(x-1)^2+(y+2)^2=9,这是圆的标准方程。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 复数的模是对应点到原点的距离。
  • 复数差的模是两对应点之间的距离。
  • 定距离的复数方程常表示圆。