7.2.2 复数的乘、除运算
人教 A 版 · 本节 6 页原书扫描(原文)+ 本站重写的讲解与习题详解考过 16 题 ↓
原书扫描页(人教 A 版原文)






本节的知识树
1 概念 · 2 公式 · 最深 3 层。根是引本节作教材出处的实体,长链由 `prereqs` 构建期派生——源里只有最小一步。
考过本节的真题
共 16 道
- 浙江 2008 · q01含参复数是纯虚数 · 分母实数化令实部为零,或设成纯虚数交叉相乘经由 复数的乘法
- 浙江 2009 · q03 · 分母乘共轭实数化 / 待定系数比实部虚部 / 看出分子恰是 ,商就是共轭经由 复数的乘法
- 浙江 2009 · q15四行组合数等式竖着读 · 逐列猜通项 / 两式定死 / 四次单位根滤波经由 复数的乘法
- 浙江 2010 · q05「对任意」一条反例就倒 · 四项各算各的 / 一个 z 通杀三项 / 复平面上三件事都是图形经由 复数的乘法
- 浙江 2011 · q02共轭只把虚部变号 · 乘开之前先看一眼有没有 经由 复数的乘法
- 浙江 2012 · q02四个选项是两对共轭、模还全是 —— 出题人把「先算模」这条捷径堵死了经由 复数的乘法
- 浙江 2013 · q01两个虚部相乘会掉回实部 · 四个选项是两种错法的两两组合经由 复数的乘法
- 浙江 2014 · q02平方根成对出现 · 左边一个点、右边两个点,只能是充分不必要经由 复数的乘法
- 浙江 2017 · q12一个复数等式拆成两个实数方程 · 展开后实虚部对应相等解方程组,或两边取模一步得出平方和经由 复数的乘法
- 浙江 2018 · q04复数 2/(1−i) 的共轭 · 先化成 1+i 再翻虚部,或先用共轭的商性质经由 复数的乘法
- 浙江 2019 · q11取倒数求模 · 先把分母实数化再按定义开平方,或干脆不算商、直接对模用商性质经由 复数的乘法
- 浙江 2021 · q02复数相等求实参数 · 左边化成 a+bi 对实部,漏 i² 的负号正好是选项 D经由 复数的乘法
- 浙江 2022 · q02复数相等定两个实参数 · 把右边化成 a+bi,实部对实部、虚部对虚部经由 复数的乘法
- 浙江 2023 · q02复数共轭之差 · 分母实数化算全 z,或只抠虚部经由 复数的乘法
- 浙江 2024 · q02复数分式方程 · 交叉相乘解,或把四个选项代回验经由 复数的乘法
- 浙江 2025 · q01复数乘法求虚部 · 展开算,或在复平面上转 90°经由 复数的乘法
讲解
本站对这一节的重写(不是原书转写):顺序可重组、推导可补全,目标是易读易学 + 与真题关联。原文以上方扫描图为准。
上一节把复数的加减法及其几何意义讲完,这一节把运算推进到乘除。整节只有两招,值得先摆出来:
- 乘法:像多项式相乘那样展开,把 换成 ,实部虚部分别合并。
- 除法:分子分母同乘分母的共轭复数(课本叫”分母实数化”),把分母变成正实数。
两招之外还有三件事要带走:运算律在复数里照搬实数;共轭复数这个新工具()在化简与解方程里反复出现;以及”负数能开平方了”之后,实系数一元二次方程的图景补全了。
一、乘法:一个动作
课本的乘法法则是这样来的:设 、(),先像多项式一样乘开,再用 合并:
于是两个复数的积是确定的复数(实部虚部都是实数的四则运算结果),而且当 都是实数时,按复数乘法算出来的积就是普通的实数积——旧运算没有被推翻,只是被包含。
例 3(课本):。三个因式连乘,先乘前两个:
注意每一步都先把 换掉再合并——换晚了容易把实部虚部搅在一起。
例 4(课本)示范了两个值得记住的乘法公式(与实数中的乘法公式同形):
第一式是”平方差公式”在复数里的样子:——共轭复数相乘,得非负实数 ,这恰好就是 。第二式提醒一个易混点: 是纯虚数,不是 。
二、运算律:照实数搬,不用重背
课本的”思考”问:乘法满足交换律、结合律吗?乘法对加法满足分配律吗?答案是都满足。理由不需要重新证:乘法的每一步都是多项式乘法的复述( 的替换发生在合并系数时,不改变”两个式子相乘再归并同类项”的结构),而多项式的这三条运算律早已确立。写成公式就是(课本第 85 页):
于是实数的代数变形技巧在复数里全部照用:完全平方、平方差、提取公因式、凑因式。例 3 的连乘就用到了结合律;后面习题里把 连着算两次、认出它是同一个复数,用的也是这套工具。
顺带还有一个有用的性质(由法则一行的展开即得):
即积的模等于模的积。它既可以用来验算乘法,也是后面几何题里”模”的运算规则。
三、共轭复数:本节最常用的一招
课本问:若 是共轭复数,则 是一个怎样的数?设 ,则 :
共轭对乘积是非负实数 。 这一招的三个用途贯穿全节:
- 除法分母实数化(下一节):分母 乘上 变成 ,实数了。
- 化简与验算:两个因式一旦互为共轭(或”实部相反、虚部相同”这种变体),交叉项直接抵消,积是实数。
- 解方程:实系数一元二次方程 时的两个虚根恰好互为共轭(见第五节)。
四、除法:分母实数化
复数的除法是乘法的逆运算:求一个数 ,使 。课本走的是更直接的路——先写成
再把分子分母同乘分母的共轭复数 :
前提必须验:分母 。复数为零当且仅当实部虚部同时为零,所以 ,分母实数化之后分母是正实数,不会出错。
例 5(课本):。分母 的共轭是 ,:
两个实用结论可以直接记:
- (分子分母同乘 ,或同乘 都行);
- ——倒数就是共轭除以模方。
建议每次做除法都现场”分母实数化”,而不是背 这个公式:少背一个符号易错的公式,多一份”每一步为什么”的把握。
五、复数范围内解实系数一元二次方程
例 6(课本)先解 :在实数范围里无解,在复数范围里
“负数能开平方了”是本节给方程论带来的唯一新东西,其余照旧。对一般实系数方程 (,),配方(课本叫它”根本大法”):
设 ,分两种情形:
时方程”无实根”,但在复数范围内恰有两个根,且两个根互为共轭:
两个容易丢的地方:一是 ,二是 前面的 ——把 直接写成 是丢了 ,把两个共轭虚根写成一个也是丢了 。
课本第 89 页的阅读与思考(代数基本定理)把这个图景补完了:任何一元 次复系数多项式都能分解成 个一次因式的乘积,一元 次方程在复数集内恰有 个根(重根按重数计)。二次方程只是这个图景的第一个例子——习题里用 把 分解成 ,背后就是它。
六、实数系扩充的收尾
课本第 87 页的”思考”问:根据加法和乘法法则,能说明实数系扩充后得到的新数集就是复数集 吗?要点有两条:
- 封闭性:任意两个复数的和、差、积、商(除数不为 )仍是复数——运算在 里出不去了;
- 一致性:实数看作复数(虚部为 )时,加减乘除的结果与原来的实数运算一致——旧结果没被推翻。
从”方程 有解了”到”运算照旧封闭”,这就是”数系扩充”的两个验收标准。
七、易错清单(按失分频率排)
- 的负号漏掉。频次最高的一处:,丢负号会算成 。写完对照”共轭对乘积必为非负实数”这个检查点。
- 除法只乘了分母。分母实数化是分子分母同乘共轭;只乘分母,分子还是原样,答案就错了。
- 实部虚部合并错。 的交叉项 符号记混,结果从 偏成 。慢一步,四步写完再合并。
- 解方程丢 或丢 。 的根是 ,漏 或漏 都只剩一半的根。
- 共轭复数写反。 的共轭是 ;共轭的和 、积 都是实数,这是天然的检查点。
- 与 混淆。,——两个量根本不是一回事。
- 分母实数化后不约分。 写成 就前功尽弃;除完看一眼分母能不能约。
八、真题怎么读
页面下方的真题清单是这一节的完整考史。按这个顺序做:
- 2025 年第 1 题:直接乘法求虚部——本节最基本的动作,先做它,练”展开 + “的手感;
- 2023 年第 2 题:共轭复数之差,要用分母实数化——练除法的招牌动作;
- 2021 与 2022 年第 2 题:复数相等求参数——把左边化成 ,实部对实部、虚部对虚部,练”化标准形”;
- 上限是 2024 年第 2 题:复数分式方程——交叉相乘或代选项,把乘法、分母实数化、复数相等串成一条完整的链。
浙江卷近五年(2021–2025)的复数题都放在第 1 题或第 2 题的位置,是名副其实的”送分题”位置——但也正因为人人都会,化简的准确率才是这一节的决胜点:上面易错清单的前两条,正是这些真题里最常见的失分处。
习题详解(本站解答,无官方答案可核)
人教 A 版学生用书不含答案,教师用书与全解不在本站语料里——因此本节习题的解答无官方答案可核,它们是本站写的。每一道都过了独立 verifier 的 refute 优先复核(默认它有问题,找不出问题才放行),但那不等于官方标准答案:拿它对思路,别拿它对分。
本节(§7.2.2)课本习题共 9 道:「练习」4 道(第 87 页),加「习题 7.2」里属于本节主题的 5 道 (复习巩固第 3、4 题,综合运用第 6、7 题,拓广探索第 8 题)。习题 7.2 的其余各题考的是 §7.2.1 的 加减运算及其几何意义(复习巩固第 1、2 题,综合运用第 5 题,拓广探索第 9 题),归 §7.2.1 那一节; 第 84 页上 §7.2.1 末尾的那组「练习」同理不属本节;拓广探索第 10 题是开放式的信息技术试验, 无唯一解答,不收。 每道题先逐字引课本的题面(引用块),再写解答。
练习(第 87 页)第 1 题
- 计算:
(1) ;
(2) ;
(3) .
动作:像多项式相乘那样展开,把 换成 ,再合并实部与虚部。
(1) 展开四项:
(2) 逐项乘开,:
(3) 三个因式连乘,先用结合律乘前两个,再乘第三个:
自检(用模的乘性,,展开 即得): (1) 的 与 一致; (3) 的 与 一致。
练习(第 87 页)第 2 题
- 计算:
(1) ;
(2) ;
(3) i(2-i)(1-2i).
动作:先看结构再动手——两因式”虚部相同、实部互为相反数”时交叉项会抵消;两因式互为共轭时积是实数。
(1) 展开,两个 项抵消:
这类”实部互为相反数、虚部相同”的两个复数相乘,结果必是实数 (这里是 )。
(2) 用完全平方公式 :
自检: 的模等于 ,与 一致;且 的实部 、虚部 ,得 ,相符。
(3) 先算 ,得到一对共轭复数再相乘:
自检(换一种结合次序再算一遍):,然后 ,两次结合次序结果一致——这正是结合律的用途。
练习(第 87 页)第 3 题
- 计算:
(1)
(2) ;
(3) ;
(4) .
动作:分母实数化——分子分母同乘分母的共轭复数,把分母变成正实数。 四个分母 、、、 都不为零(复数为零当且仅当实部虚部同时为零), 除法的前提成立。
(1) 分母 的共轭是 ,:
自检:,与分子相符。
(2) 分母 的共轭是 ,分子分母同乘 :
等价地,同乘 再换 也行:。记住结论:除以 等于乘 。
(3) 分母 的共轭是 ,:
自检:,相符。
(4) 先化简分子:。 分母 的共轭是 ,分子分母同乘 :
自检:,与化简后的分子相符。
练习(第 87 页)第 4 题
- 在复数范围内解下列方程:
(1)
(2)
动作:在复数范围内,负实数也能开平方了——()的解是 。 判别式 不再是”无解”,而是”有两个共轭虚根”。
(1) 移项、开平方, 不能丢:
自检:,代回 成立。
(2) ,判别式
无实根。用复数范围的求根公式( 的情形,课本第 86 页):
两个根 与 互为共轭。 自检(取 回代):, 于是 ,成立;另一根同理。
习题 7.2 第 3 题
- 计算:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4)
(5) .
动作:前两问直接乘开;(3)(4) 认出两个因式里有一个共同复数 ,能省不少展开;(5) 是”共轭对 + 常数”的混合运算。
(1)
(2)
(3) 直接展开:
(4) 注意 ,两个因式是同一个复数 , 本问就是 ,用完全平方公式:
多走一步:,而 ,所以 —— 是三次单位根。 (5) 先算共轭对的乘积 ,再加 :
习题 7.2 第 4 题
- 计算: (1) ; (2) ; (3) ; (4) .
动作:每题都是分母实数化;其中 (3)(4) 先把分母、分子各自化简成一个复数,再做除法。 各分母非零:;;; 。
(1) 分母 的共轭是 ,:
(2) 分母 的共轭是 ,:
(3) 分母是平方,先展开:,再分母实数化():
(4) 分子分母分别化简:,分子 ; 分母 。分母 的共轭是 ,:
自检((4)):,与化简后的分子相符。
习题 7.2 第 6 题
- 在复数范围内解下列方程: (1) (2)
动作:先算判别式 ; 时用复数范围的求根公式,两个根是一对共轭虚根。
(1) :,于是
自检:,成立;另一根 是其共轭,同理。
(2) :,于是
自检(取 回代):, 于是 ,成立。
习题 7.2 第 7 题
- 已知 是关于 的方程 的一个根,求实数 的值.
动作:把根代进方程,用复数相等的充要条件(实部对实部、虚部对虚部)解出 。 前提: 是实数,故方程是实系数方程; 是它的一个根。
把 代入 ,先算平方:
于是
等式右边的 的实部虚部都是 ,故
自检:把 代回,方程 ,,求根公式给出 ,确实以 为根。
多走一步(共轭虚根 + 韦达定理):实系数二次方程的虚根成对出现且互为共轭( 时求根公式给出的两个根就是共轭的),所以另一根是 。两根之和、两根之积(课本第 89 页阅读与思考给出的根与系数关系)给出
两条路同解。第二条路里 正是共轭对乘积等于 ——本节最常用的一招。
习题 7.2 第 8 题
- 利用公式 ,把下列各式分解成一次因式的积:(1) ;(2) 。
动作:公式 就是”共轭对乘积”——在复数范围内,平方和终于也能分解成一次因式的积了。
(1) ,套公式():
展开验证:,相符。
(2) 先对 用平方差拆出平方和,再对平方和用本题的公式:
四个一次因式:两个实数因子 、,一对共轭复数因子 、。 展开验证:,,两者相乘 ,相符。
这也呼应第 89 页阅读与思考里的代数基本定理:任何一元 次复系数多项式都能分解成 个一次因式的乘积——本小题就是把四次多项式 拆成了 4 个一次因式。
原书转写(OCR,供核对)
共 6 页· 默认折起
机器转写,如有出入以上方扫描图为准。它是原文可搜索、可复制公式、读屏器读得出的形态, 也是教材原文引文的逐字比对靶。
例2 根据复数及其运算的几何意义,求复平面内的两点 , 之间的距离.
分析:由于复平面内的点 , 对应的复数分别为 , ,由复数减法的几何意义知,复数 对应的向量为 ,从而点 , 之间的距离为
解:因为复平面内的点 , 对应的复数分别为 ,所以点 , 之间的距离为
练习
-
计算: (1) ; (2) ; (3) (4)
-
如图,向量 对应的复数是z,分别作出下列运算的结果对应的向量: (1) ; (2) z-i; (3) .
-
证明复数的加法满足交换律、结合律.

- 求复平面内下列两个复数对应的两点之间的距离: (1) (2)
(第2题)
7.2.2 复数的乘、除运算
我们规定,复数的乘法法则如下:
设 是任意两个复数,那么它们的积
很明显,两个复数的积是一个确定的复数. 特别地,当 都是实数时,把它们看作复数时的积就是这两个实数的积.
可以看出,两个复数相乘,类似于两个多项式相乘,只要在所得的结果中把 换成-1,并且把实部与虚部分别合并即可.
思考
复数的乘法是否满足交换律、结合律?乘法对加法满足分配律吗?
容易得到,对于任意 , , ,有
例 3 计算 .
解:
例 4 计算:
(1) (2)
分析:本例可以用复数的乘法法则计算,也可以用乘法公式 计算.
解:(1)
=13;
(2)
• •
①指的是与实数系中的乘法公式相对应的公式.
?
若 是共轭复数,则 是一个怎样的数?
探究
类比实数的除法是乘法的逆运算,我们规定复数的除法是乘法的逆运算. 请探求复数除法的法则.
复数除法的法则是:
由此可见,两个复数相除(除数不为0),所得的商是一个确定的复数.
在进行复数除法运算时,通常先把 写成 的形式,再把分子与分母都乘分母的共轭复数 ,化简后就可得到上面的结果。这里分子分母都乘分母的“实数化因式”(共轭复数),从而使分母“实数化”。
例 5 计算 .
例 6 在复数范围内解下列方程:
(1)
(2) ,其中a,b, ,且 , .
分析:利用复数的乘法容易得到(1)中方程的根. 对于(2),当 时,一元二次方程 无实数根. 利用求解一元二次方程的“根本大法”——配方法,类似于(1),就能在复数范围内求得(2)中方程的根.
解:(1)因为 ,所以方程 的根为
(2) 将方程 的二次项系数化为 1,得
配方,得
即
由 ,知 类似(1),可得
所以原方程的根为 i.
在复数范围内,实系数一元二次方程 的求根公式为:
(1) 当 时, ;
(2) 当 时, .
思考
根据复数的加法法则、乘法法则,你能说明实数系经过扩充后得到的新数集就是复数集C吗?
练习
- 计算:
(1) ;
(2) ;
(3) .
- 计算:
(1) ;
(2) ;
(3) i(2-i)(1-2i).
- 计算:
(1)
(2) ;
(3) ;
(4) .
- 在复数范围内解下列方程:
(1)
(2)
习题7.2

复习巩固
- 计算:
(1) (2)
(3) ;
(4) .
-
在复平面内,复数 , 对应的向量分别是 ,,其中 是原点,求向量 , 对应的复数.
-
计算:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4)
(5) .

- 计算: (1) ; (2) ; (3) ; (4) .

综合运用
-
四边形 是复平面内的平行四边形, 三点对应的复数分别是 ,求点 对应的复数.
-
在复数范围内解下列方程: (1) (2)
-
已知 是关于 的方程 的一个根,求实数 的值.

拓广探索
-
利用公式 ,把下列各式分解成一次因式的积:(1) ;(2) 。
-
若 (), 则复平面内满足 的点 的集合是什么图形?
-
使用信息技术手段进行试验:尝试在复数集中对实系数多项式进行因式分解,观察并记录所发现的规律.
? 阅读与思考
代数基本定理
在代数发展史上的很长一段时期内,解一元多项式方程一直是人们研究的一个中心问题。早在古巴比伦时期,人们就会解一元二次方程。16世纪上半叶,数学家们得到了一元三次方程、一元四次方程的解法(包括求根公式)。此后,数学家们转向求解一元五次及五次以上的方程。他们想弄清楚以下问题:一般的一元多项式方程有没有根?如果有根,根的个数是多少?是否存在求根公式?
我们可以发现这样一个现象:随机生成的一元多项式,在复数集中最终都可以分解成一次因式的乘积,且一次因式的个数(包括重复因式)就是被分解的多项式的次数。事实上,数学中有如下定理:
代数基本定理(fundamental theorem of algebra) 任何一元 ()次复系数多项式方程 至少有一个复数根.
代数基本定理是数学中最重要的定理之一,它在代数学中起着基础作用。代数基本定理的证明方法有很多种,但每种证法都涉及高等数学知识,此处不作介绍。有兴趣的同学可以查阅相关资料。
由代数基本定理可以得到:任何一元 ()次复系数多项式 在复数集中可以分解为 个一次因式的乘积。进而,一元 次多项式方程有 个复数根(重根按重数计)。你能给出证明吗?
尽管一元 次多项式方程有 个复数根(重根按重数计),但是一元五次及五次以上的方程不存在一般的求根公式.
设实系数一元二次方程
在复数集 C 内的根为 , ,容易得到
设实系数一元三次方程
在复数集 C 内的根为 , , ,可以得到,方程①可变形为
展开得
比较①②可以得到
如果实系数一元四次方程
在复数集 内的根为 ,那么它们与方程的系数之间有什么关系呢?
对于上述方程,如果系数是复数,那么根与系数的这些关系仍然成立吗?