Số phức, các phép toán với số phức
Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hồ Chí Minh
Cho số phức z thỏa mãn 3−4iz=(2+3i)¯z|z|2+2+i, giá trị của |z| bằng
Ta có
3−4iz=(2+3i)¯z|z|2+2+i⇔3−4iz=(2+3i)¯zz.¯z+2+i⇔3−4iz=2+3iz+2+i⇔3−4i=2+3i+(2+i).z⇔(2+i).z=1−7i⇔z=1−7i2+i=−1−3i
Vậy |z|=√(−1)2+(−3)2=√10.
Biết số phức z thỏa mãn điều kiện 5(¯z+i)z+1=2−i. Mô đun số phức w=1+z+z2 bằng
Đặt z=a+bi⇒¯z=a−bi.
Theo bài ra ta có:
5(¯z+i)z+1=2−i⇒5(a−bi+i)a+bi+1=2−i⇔5[a−(b−1)i]=(a+1+bi)(2−i)⇔5a−5(b−1)i=2(a+1)+b+(2b−a−1)i⇔{5a=2a+2+b5−5b=2b−a−1⇒a=b=1⇒z=1+i⇒z2=2i⇒w=1+z+z2=1+1+i+2i=2+3i
Vậy |w|=√22+32=√13.
Cho số phức z=m+3i1−i,m∈R. Số phức w=z2 có |w|=9 khi các giá trị của m là:
Ta có:
|w|=9⇒|z2|=9⇔|z|2=9⇔|z|=3⇔|m+3i1−i|=3⇔|m+3i||1−i|=3⇔|m+3i|√2=3⇔|m+3i|=3√2⇔√m2+9=3√2⇔m2+9=18⇔m2=9⇔m=±3
Cho số phức z có tích phần thực và phần ảo bằng 625. Gọi a là phần thực của số phức z3+4i. Giá trị nhỏ nhất của |a| bằng:
Đặt z=x+yi. Theo giả thiết ta có xy=625.
Ta có:
z3+4i=x+yi3+4i=(x+yi)(3−4i)25=3x+4y+(−4x+3y)i25=3x+4y25+−4x+3y25i
Số phức z3+4i có phần thực là a=3x+4y25⇒|a|=|3x+4y|25.
Ta có: xy=625⇔y=625x⇒|a|=|3x+4.625x|25.
Vì 3x,625x cùng dấu nên |3x+4.625x|≥2√3x.4.625x=100√3.
Vậy |a|≥4√3. Dấu “=” xảy ra ⇔3x=4.625x⇔x=±50√3.
Tính tổng phần thực của tất cả các số phức z≠0 thỏa mãn (z+5|z|)i=7−z.
Theo bài ra ta có:
(z+5|z|)i=7−z⇔zi+5i|z|=7−z⇔z(i+1)=7−5i|z|⇔2|z|2=49+25|z|2⇔2|z|4−49|z|2−25=0⇔[|z|2=25(tm)|z|=−12(ktm)⇔|z|=5(Do|z|>0)
Thay |z|=5 vào biểu thức đề bài ta có:
(z+1)i=7−z⇔z(i+1)=7−i⇔z=7−ii+1=3−4i.
Cho hai số phức z1,z2 khác 0 thỏa mãn z1z2 là số thuần ảo và |z1−z2|=10. Giá trị lớn nhất của |z1|+|z2| bằng
Ta có : z1z2 là số thuần ảo nên ta viết lại z1z2=ki⇔z1=kiz2
Khi đó |z1−z2|=10⇔|kiz2−z2|=10⇔|z2(−1+ki)|=10 ⇔|z2|=10|−1+ki|=10√k2+1
⇒|z1|=|ki|.|z2|=|k|.10k2+1 ⇒|z1|+|z2|=10|k|√k2+1+10√k2+1=10(|k|+1)√k2+1
Xét y=f(t)=10(t+1)√t2+1 ⇒10(t+1)=y√t2+1⇔100(t+1)2=y2(t2+1)
⇔100(t2+2t+1)=y2t2+y2⇔(y2−100)t2−200t+y2−100=0
Phương trình có nghiệm ⇔Δ′=1002−(y2−100)2=y2(200−y2)≥0 ⇔−10√2≤y≤10√2
Vậy max khi t = 1 hay k = \pm 1.
Cho các số phức z và w thỏa mãn \left( {3 - i} \right)\left| z \right| = \dfrac{z}{{w - 1}} + 1 - i. Tìm GTLN của T = \left| {w + i} \right|.
Dễ dàng kiểm tra z = 0 không thỏa mãn \left( {3 - i} \right)\left| z \right| = \dfrac{z}{{w - 1}} + 1 - i
Ta có: \left( {3 - i} \right)\left| z \right| = \dfrac{z}{{w - 1}} + 1 - i \Leftrightarrow \dfrac{z}{{w - 1}} = \left( {3 - i} \right)\left| z \right| + i - 1 \Leftrightarrow \dfrac{z}{{w - 1}} = \left( {3\left| z \right| - 1} \right) + \left( {1 - \left| z \right|} \right)i
\Rightarrow \left| {\dfrac{z}{{w - 1}}} \right| = \sqrt {10{{\left| z \right|}^2} - 8\left| z \right| + 2} \Rightarrow \left| {w - 1} \right| = \sqrt {\dfrac{{{{\left| z \right|}^2}}}{{10{{\left| z \right|}^2} - 8\left| z \right| + 2}}}
Nhận xét: T = \left| {w + i} \right| \le \left| {w - 1} \right| + \left| {1 + i} \right| = \dfrac{1}{{\sqrt {\dfrac{2}{{{{\left| z \right|}^2}}} - \dfrac{8}{{\left| z \right|}} + 10} }} + \sqrt 2 = \dfrac{1}{{\sqrt {2{{\left( {\dfrac{1}{{\left| z \right|}} - 2} \right)}^2} + 2} }} + \sqrt 2 \le \dfrac{{3\sqrt 2 }}{2}
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khỉ
\begin{array}{l}\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| z \right| = \dfrac{1}{2}}\\{w - 1 = k\left( {1 + i} \right)}\\{\left( {3 - i} \right)\left| z \right| = \dfrac{z}{{w - 1}} + 1 - i}\end{array}} \right.,\left( {k > 0} \right)\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left| z \right| = \dfrac{1}{2}\\w - 1 = k\left( {1 + i} \right)\\\left( {3 - i} \right)\dfrac{1}{2} = \dfrac{z}{{k\left( {1 + i} \right)}} + 1 - i\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| z \right| = \dfrac{1}{2}}\\\begin{array}{l}w - 1 = k\left( {1 + i} \right)\\z = \dfrac{{1 + i}}{2}.\dfrac{{2k}}{{1 - i}}\end{array}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| z \right| = \dfrac{1}{2}}\\\begin{array}{l}w - 1 = k\left( {1 + i} \right)\\\left| z \right| = k(dok > 0)\end{array}\end{array}} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left| z \right| = \dfrac{1}{2} = k\\w - 1 = \dfrac{1}{2}\left( {1 + i} \right)\\z = \dfrac{{1 + i}}{2}.\dfrac{{2k}}{{1 - i}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}z = \dfrac{i}{2}\\w = \dfrac{3}{2} + \dfrac{1}{2}i\end{array} \right.\end{array}
Vậy, \max T = \dfrac{{3\sqrt 2 }}{2}.