高三數(shù)學教案:復數(shù)的乘法與除法

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    教學目標
    (1)掌握復數(shù)乘法與除法的運算法則,并能熟練地進行乘、除法的運算;
    (2)能應用i和 的周期性、共軛復數(shù)性質(zhì)、模的性質(zhì)熟練地進行解題;
    (3)讓學生領悟到“轉化”這一重要數(shù)學思想方法;
    (4)通過學習復數(shù)乘法與除法的運算法則,培養(yǎng)學生探索問題、分析問題、解決問題的能力。
    教學建議
    一、知識結構
    二、重點、難點分析
    本節(jié)的重點和難點是復數(shù)乘除法運算法則及復數(shù)的有關性質(zhì).復數(shù)的代數(shù)形式相乘,與加減法一樣,可以按多項式的乘法進行,但必須在所得的結果中把 換成-1,并且把實部與虛部分合并.很明顯,兩個復數(shù)的積仍然是一個復數(shù),即在復數(shù)集內(nèi),乘法是永遠可以實施的,同時它滿足并換律、結合律及乘法對加法的分配律.規(guī)定復數(shù)的除法是乘法的逆運算,它同多項式除法類似,當兩個多項式相除,可以寫成分式,若分母含有理式時,要進行分母有理化,而兩個復數(shù)相除時,要使分母實數(shù)化,即分式的分子和分母都乘以分母的共軛復數(shù),使分母變成實數(shù).
    三、教學建議
    1.在學習復數(shù)的代數(shù)形式相乘時,復數(shù)的乘法法則規(guī)定按照如下法則進行.設 是任意兩個復數(shù),那么它們的積:
       
    也就是說.復數(shù)的乘法與多項式乘法是類似的,注意有一點不同即必須在所得結果中把 換成一1,再把實部,虛部分別合并,而不必去記公式.
    2.復數(shù)的乘法不僅滿足交換律與結合律,實數(shù)集R中整數(shù)指數(shù)冪的運算律,在復數(shù)集C中仍然成立,即對任何 , , 及 ,有:
    , , ;
    對于復數(shù) 只有在整數(shù)指數(shù)冪的范圍內(nèi)才能成立.由于我們尚未對復數(shù)的分數(shù)指數(shù)冪進行定義,因此如果把上述法則擴展到分數(shù)指數(shù)冪內(nèi)運用,就會得到荒謬的結果。如 ,若由 ,就會得到 的錯誤結論,對此一定要重視。
    3.講解復數(shù)的除法,可以按照教材規(guī)定它是乘法的逆運算,即求一個復數(shù) ,使它滿足 (這里 , 是已知的復數(shù)).列出上式后,由乘法法則及兩個復數(shù)相等的條件得:
    ,
    由此
    ,
    于是
    得出商以后,還應當著重向學生指出:如果根據(jù)除法的定義,每次都按上述做來法逆運算的辦法來求商,這將是很麻煩的.分析一下商的結構,從形式上可以得出兩個復數(shù)相除的較為簡捷的求商方法,就是先把它們的商寫成分式的形式,然后把分子與分母都乘以分母的共軛復數(shù),再把結果化簡即可.
    4.這道例題的目的之一是訓練我們對于復數(shù)乘法運算、乘方運算及乘法公式的操作,要求我們做到熟練和準確。從這道例題的運算結果,我們應該看出, 也是-1的一個立方根。因此,我們應該修正過去關于“-1的立方根是-1”的認識,想到-1至少還有一個虛數(shù)根 。然后再回顧例2的解題過程,發(fā)現(xiàn)其中所有的“-”號都可以改成“±”。這樣就能找出-1的另一個虛數(shù)根 。所以-1在復數(shù)集C內(nèi)至少有三個根:-1, , 。以上對于一道例題或練習題的反思過程,看起來并不難,但對我們學習知識和提高能力卻十分重要。它可以有效地鍛煉我們的逆向思維,拓寬和加深我們的知識,使我們對一個問題的認識更加全面。
    5.教材194頁第6題 這是關于復數(shù)模的一個重要不等式,在研究復數(shù)模的值問題中有著廣泛的應用。在應用上述絕對值不等式過程中,要特別注意等號成立的條件。
    教學設計示例
    復數(shù)的乘法
    教學目標
    1.掌握復數(shù)的代數(shù)形式的乘法運算法則,能熟練地進行復數(shù)代數(shù)形式的乘法運算;
    2.理解復數(shù)的乘法滿足交換律、結合律以及分配律;
    3.知道復數(shù)的乘法是同復數(shù)的積,理解復數(shù)集C中正整數(shù)冪的運算律,掌握i的乘法運算性質(zhì).
    教學重點難點
    復數(shù)乘法運算法則及復數(shù)的有關性質(zhì).
    難點是復數(shù)乘法運算律的理解.
    教學過程設計
    1. 引入新課
    前面學習了復數(shù)的代數(shù)形式的加減法,其運算法則與兩個多項式相加減的辦法一致.那么兩個復數(shù)的乘法運算是否仍可與兩個多項式相乘類似的辦法進行呢?
    教學中,可讓學生先按此辦法計算,然后將同學們運算所得結果與教科書的規(guī)定對照,從而引入新課.
    2. 提出復數(shù)的代數(shù)形式的運算法則:
     .
    指出這一法則也是一種規(guī)定,由于它與多項式乘法運算法則一致,因此,不需要記憶這個公式.
    3. 引導學生證明復數(shù)的乘法滿足交換律、結合律以及分配律.
    4. 講解例1、例2
    例1 求 .
    此例的解答可由學生自己完成.然后,組織討論,由學生自己歸納總結出共軛復數(shù)的一個重要性質(zhì): .
    教學過程中,也可以引導學生用以上公式來證明:
     .
    例2 計算 .
    教學中,可將學生分成三組分別按不同的運算順序進行計算.比如說第一組按 進行計算;第二組按 進行計算.討論其計算結果一致說明了什么問題?
    5. 引導學生得出復數(shù)集中正整數(shù)冪的運算律以及i的乘方性質(zhì)
    教學過程中,可根據(jù)學生的情況,考慮是否將這些結論推廣到自然數(shù)冪或整數(shù)冪.
    6. 講解例3
    例3 設 ,求證:(1) ;(2)
    講此例時,應向學生指出:(1)實數(shù)集中的乘法公式在復數(shù)集中仍然成立;(2)復數(shù)的混合運算也是乘方,乘除,后加減,有括號應先處括號里面的.
    此后引導學生思考:(1)課本中關于(2)小題的注解;(2)如果 ,則 與 還成立嗎?
    7. 課堂練習
    課本練習第1、2、3題.
    8. 歸納總結
    (1)學生填空:
       ??; =   =   ?。?BR>    設 ,則 =   , =   , =   , =  ?。?BR>    設 (或 ),則     ,   ?。?BR>    (2)對復數(shù)乘法、乘方的有關運算進行小結.
    9.作業(yè)
    課本習題5.4第1、3題.