CASIO SỐ PHỨC giải chi tiết

www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MTCT CASIO – VINACAL BÀI 29 TÍNH NHANH CÁC PHÉP TOÁN CƠ BẢN SỐ PHỨC I) KIẾN THỨC NỀN TẢNG Các khái niệm thường gặp thv n.c om Đơn vị ảo đại lượng kí hiệu i có tính chất i = −1 Số phức biểu thức có dạng a + bi a , b số thực Trong a gọi phần thực b gọi số ảo Số phức liên hợp số phức z = a + bi số phức z = a − bi Số phức nghịch đảo số phức z = a + bi số phức z −1 = 1 = z a + bi 2 Môdul số phức z = a + bi kí hiệu z có độ lớn z = a + b Lệnh Caso Để xử lý số phức ta sử dụng lệnh tính số phức MODE Lệnh tính Môđun số phức SHIFT HYP Lệnh tính số phức liên hợp z SHIFT 2 Lệnh tính Acgument số phức SHIFT II) VÍ DỤ MINH HỌA VD1-[Đề minh họa THPT Quốc Gia lần năm 2017] Cho hai số phức z1 = + i z2 = − 3i Tính Môđun số phức z1 + z2 A z1 + z2 = 13 B z1 + z2 = C z1 + z2 = GIẢI D z1 + z2 = Đăng nhập lệnh số phức w2 (Khi máy tính hiển thị chữCMPLX bắt đầu tính toán số phức được) Để tính Môđun số phức ta nhập biểu thức vào máy tính sử dụng lệnh SHIFT HYP ma 1+b+2p3b=qcM= Vậy z1 + z2 = 13 ⇒ Đáp số xác A VD2-[Thi thử báo Toán học tuổi trẻ lần năm 2017] 2 Số phức liên hợp với số phức z = (1 + i ) − (1 + 2i ) : A −9 − 10i B + 10i C − 10i D −9 + 10i GIẢI Sử dụng máy tính Casio tính z (1+b)dp3(1+2b)d= Trang 261 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam ⇒ z = − 10i Số phức liên hợp z = a + bi z = a − bi : Vậy z = + 10i ⇒ Đáp án B xác thv n.c om VD3-[Thi thử trung tâm Diệu Hiền – Cần thơ lần năm 2017] Cho số phức z = a + bi Số phức z có phần ảo : A a 2b B 2a 2b C 2ab D ab GIẢI Vì đề cho dạng tổng quát nên ta tiến hành “cá biệt hóa” toán cách chọn giá trị cho a , b (lưu ý nên chọn giá trị lẻ để tránh xảy trường hợp đặc biệt) Chọn a = 1.25 b = 2.1 ta có z = 1.25 + 2.1i Sử dụng máy tính Casio tính z 1.25+2.1b)d= Vậy phần ảo 21 Xem đáp số có giá trị 21 đáp án xác Ta có : 21 ⇒ Đáp án C xác VD4-[Thi thử báo Toán học tuổi trẻ lần năm 2017] Để số phức z = a + ( a − 1) i ( a số thực) có z = : A a = ma Vậy 2ab = B a = a = C  a = D a = ±1 GIẢI Để xử lý ta sử dụng phép thử, nhiên ta chọn a cho khéo léo để phép thử tìm đáp số nhanh Ta chọn a = trước, a = đáp án C D, a = sai C D sai Với a = Sử dụng máy tính Casio tính z 1+(1p1)b=qcM= Trang 262 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Vậy z = ⇒ Đáp án C D Thử với a = Sử dụng máy tính Casio tính z : thv n.c om 0+(0p1)b=qcM= Vậy z = ⇒ Đáp án xác C VD5-[Thi thử THPT Phạm Văn Đồng – Đắc Nông lần năm 2017] 20 Số phức z = + (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) có giá trị : B −210 + ( 220 + 1) i A −220 C 210 + ( 210 + 1) i D 210 + 210 i GIẢI 20 Nếu ta nhập biểu thức + (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) vào máy tính Casio được, nhiều thao tác tay Để rút ngắn công đoạn ta tiến hành rút gọn biểu thức Ta thấy số hạng biểu thức có chung quy luật “số hạng sau số hạng trước nhân với đại lượng + i “ cấp số nhân với công bội + i 21 ⇒ + (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) 20 − (1 − i ) − qn = U1 = 1−1 − (1 − i ) 21 Với z = − (1 + i ) Sử dụng máy tính Casio tính z − (1 + i ) ma a1p(1+b)^21R1p(1+b)= ( ) Ta thấy z = −1024 + 1025i = −210 + 210 + i ⇒ Đáp án xác làB VD6-[Thi thử chuyên KHTN lần năm 2017] Nếu số phức z thỏa mãn z = phần thực A B − C : 1− z D.Một giá trị khác GIẢI Đặt số phức z = a + bi Môđun số phức z z = a + b = Chọn a = 0.5 ⇒ 0.52 + b = Sử dụng chức dò nghiệm SHIFT SOLVE để tìm b w1s0.5d+Q)d$p1qr0.5= Trang 263 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Lưu giá trị vào b thv n.c om qJx Trở lại chế độ CMPLX để tính giá trị : 1− z w2a1R1p(0.5+Qxb)= ⇒ Đáp án xác A VD7-[Thi thử nhóm toán Đoàn Trí Dũng lần năm 2017] Tìm số phức z biết : (1 + i ) z − z = −5 + 11i Vậy phần thực z A z = − 7i B z = + 3i C z = + 3i D z = − 4i GIẢI Với z = − 7i số phức liên hợp z = + 7i Nếu đáp án A phương trình : (1 + i )( − 7i ) − ( + 7i ) = −5 + 11i (1) Sử dụng máy tính Casio nhập vế trái (1) (1+b)(5p7b)p2(5+7b)= ma Vì − 16i ≠ −5 + 11i nên đáp án A sai Tương tự với đáp án B (1+b)(2+3b)p2(2p3b)= Dễ thấy vế trái (1) = vế phải (1) = −5 + 11i ⇒ Đáp số xác B VD8-[Đề minh họa GD-ĐT lần năm 2017] Cho số phức z = a + bi thỏa mãn (1 + i ) z + z = + 2i Tính P = a + b A P = B P = C P = −1 D P = − GIẢI Phương trình ⇔ (1 + i ) z + z − − 2i = (1) Khi nhập số phức liên hợp ta nhấn lệnh q22 Trang 264 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Sử dụng máy tính Casio nhập vế trái (1) thv n.c om (1+b)Q)+2q22Q))p3p2b X số phức nên có dạng X = a + bi Nhập X = 1000 + 100i (có thể thay a; b số khác) r1000+100b= 2897 = 3.1000 − 100 − = 3a − b − 898 = 1000 − 100 − = a − b − 3a − b − = −3 Mặt khác muốn vế trái = ⇒  ⇔ a = ;b = 2 a − b − = Vậy a + b = −1 ⇒ Đáp số xác B + 3i VD9-Số phức z = có Acgument : − 2i π π π 8π A B C D GIẢI Thu gọn z dạng tối giản ⇒ z = −1 + 3i Vậy vế trái (1) 2897 + 898i Ta có :  ma a5+3bs3R1p2bs3= Tìm Acgument z với lệnh SHIFT q21p1+s3$b)= 2π 2π Tuy nhiên so sánh kết ta lại không thấy có giá trị 3 Khi ta nhớ đến tính chất “Nếu góc α Acgument góc α + 2π Acgument” 2π 8π ⇒ Đáp số xác D + 2π = III) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần năm 2017] Cho hai số phức z1 = + i, z = + 3i Tìm số phức w = ( z1 ) z2 Vậy z có Acgument A w = + 4i B w = − 4i C w = −6 − 4i D w = −6 + 4i Bài 2-[Thi thử THPT Phan Chu Trinh – Phú Yên lần năm 2017] Trang 265 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam thv n.c om Cho số phức z = a + bi Số phức z −1 có phần thực : a −b A a + b B C D a − b a +b a + b2 Bài 3-[Thi thử nhóm toán Đoàn Trí Dũng lần năm 2017] 1  Tìm môđun số phức z = − 3i  + 3i  : 2  103 103 103 A B C D Đáp án khác 2 Bài 4-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] 22 Cho số phức z = (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) Phần thực số phức z : A −211 B −211 + C −211 − D 211 Bài 5-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Cho số phức z = − 3i Phần ảo số phức w = (1 + i ) z − ( − i ) z : A −9i B − C −5 D −5i Bài 6-[Đề thi Đại học –Cao đẳng khối A năm 2009] Cho số phức z = a + bi thỏa mãn điều kiện ( − 3i ) z + ( + i ) z = − (1 + 3i ) Tìm P = 2a + b A B − C D Đáp án khác Bài 7-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần 2] Cho số phức z = a + bi thỏa mãn điều kiện ( − 3i ) z + ( + i ) z = − (1 + 3i ) Tìm P = 2a + b A B − C D Đáp án khác LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần năm 2017] Cho hai số phức z1 = + i, z = + 3i Tìm số phức w = ( z1 ) z2 A w = + 4i B w = − i C w = −6 − 4i D w = −6 + 4i GIẢI Sử dụng máy tính Casio với chức MODE (CMPLX) ma (1+b)dO(2+3b)= Vậy w = −6 + 4i ta chọn D đáp án xác Bài 2-[Thi thử THPT Phan Chu Trinh – Phú Yên lần năm 2017] Cho số phức z = a + bi Số phức z −1 có phần thực : a −b A a + b B C D a − b a +b a + b2 GIẢI Vì đề mang tính chất tổng quát nên ta phải cá biệt hóa, ta chọn a = 1; b = 1.25 Với z −1 = Sử dụng máy tính Casio z a1R1+1.25b= Trang 266 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Ta thấy phần thực số phức z −1 : đáp số C D sai 16 giá trị dương Vì ta chọn b > a > nên ta thấy 41 16 đáp số A sai ⇒ Đáp án xác B ≠ 41 Bài 3-[Thi thử nhóm toán Đoàn Trí Dũng lần năm 2017] 1  Tìm môđun số phức z = − 3i  + 3i  : 2  103 103 103 A B C D Đáp án khác 2 thv n.c om Thử đáp số A có a + b = + 1.25 = GIẢI 1  + 3i  2  Tính số phức z = − 3i  2ps3$b(a1R2$+s3$b)= Vậ y z = − i Dùng lệnh SHIFT HYP tính Môđun số phức z ta qc5pas3R2$b= 103 ⇒ Đáp số xác A Bài 4-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] 22 Cho số phức z = (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) Phần thực số phức z : Vậy z = B −211 + C −211 − ma A −211 D 211 GIẢI Dãy số cấp số nhân với U = (1 + i ) , số số hạng 21 công bội + i Thu gọn z ta 21 − qn − (1 + i ) : z = U1 = (1 + i ) 1− q − (1 + i ) Sử dụng máy tính Casio tính z (1+b)dOa1p(1+b)^21R1p(1+ b)= Vậy z = −2050 − 2048i ⇒ Phần ảo số phức z −2050 = −211 − ⇒ Đáp số xác C Bài 5-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Cho số phức z = − 3i Phần ảo số phức w = (1 + i ) z − ( − i ) z : A −9i Trang 267 B − C −5 D −5i GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam GIẢI Dãy số cấp số nhân với U = (1 + i ) , số số hạng 21 công bội + i Thu gọn z ta 21 − qn − (1 + i ) : z = U1 = (1 + i ) 1− q − (1 + i ) Sử dụng máy tính Casio tính z thv n.c om (1+b)dOa1p(1+b)^21R1p(1+ b)= Vậy z = −2050 − 2048i ⇒ Phần ảo số phức z −2048 = −211 ⇒ Đáp số xác A Bài 6-[Đề thi Đại học –Cao đẳng khối A năm 2009] Cho số phức z = a + bi thỏa mãn điều kiện ( − 3i ) z + ( + i ) z = − (1 + 3i ) Tìm P = 2a + b A B − C D Đáp án khác GIẢI Phương trình ⇔ ( − 3i ) z + ( + i ) z + (1 + 3i ) = Nhập vế trái vào máy tính Casio CALC với X = 1000 + 100i (2p3b)Q)+(4+b)q22Q))+(1 +3b)dr1000+100b= ma 6392 = 6.1000 + 4.100 − = 6a + 4b − Vậy vế trái = 6392 − 2194i với   2194 = 2.1000 + 2.100 − = 2a + 2b − 6a + 4b − = Để vế trái =  ⇔ a = −2; b =  2a + 2b − = Vậy z = −2 + 5i ⇒ P = 2a + b = ⇒ Đáp số xác C Bài 7-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần 2] Cho số phức z = a + bi thỏa mãn điều kiện ( − 3i ) z + ( + i ) z = − (1 + 3i ) Tìm P = 2a + b A B − C D Đáp án khác GIẢI Phương trình ⇔ ( − 3i ) z + ( + i ) z + (1 + 3i ) = Nhập vế trái vào máy tính Casio CALC với X = 1000 + 100i (2p3b)Q)+(4+b)q22Q))+(1 +3b)dr1000+100b= 6392 = 6.1000 + 4.100 − = 6a + 4b − Vậy vế trái = 6392 − 2194i với   2194 = 2.1000 + 2.100 − = 2a + 2b − Trang 268 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam PHƯƠNG PHÁP CASIO – VINACAL BÀI 30 BIỂU DIỄN HÌNH HỌC CỦA SỐ PHỨC I) KIẾN THỨC NỀN TẢNG Các khái niệm thường gặp thv n.c om Hệ trục thực ảo gồm có trục vuông góc với : Trục nằm ngang trục thực, trục đứng dọc trục ảo Số phực z = a + bi biểu diễn hệ trục thực ảo điểm M ( a; b ) Môđun số phức z = a + bi độ lớn vecto OM Lệnh Caso Để xử lý số phức ta sử dụng lệnh tính số phức MODE Lệnh giải phương trình bậc hai MODE Lệnh giải phương trình bậc ba MODE II) VÍ DỤ MINH HỌA VD1-[Câu 31 Đề minh họa THPT Quốc Gia lần năm 2017] Cho số phức z thỏa mãn (1 + i ) z = − i Hỏi điểm biểu diễn số phức z điểm điểm M , N , P, Q A.điểm P B.điểm Q C.điểm M D.điểm N GIẢI −1 Cô lập z = 1+ i Sử dụng máy tính Casio môi trường CMPLX để tìm z w2a3pbR1+b= ⇒ z = − 2i điểm biểu diễn z hệ trục thực ảo có tọa độ (1; −2 ) Điểm có thực dương ma ảo âm nằm góc phần tư thứ IV ⇒ Điểm phải tìm Q đáp án xác B VD2-[Thi thử trung tâm Diệu Hiền – Cần thơ lần năm 2017] Điểm biểu diễn số phức z = + bi với b ∈ R , nằm đường thẳng có phương trình : A x = B y = x C y = x + D y = GIẢI Điểm biểu diễn số phức z = + bi điểm M có tọa độ M ( 7; b ) Ta biết điểm M thuộc đường thẳng d tọa độ điểm M thỏa mãn phương trình đường thẳng d Thử đáp án A ta có x = ⇔ 1.x + y − = Thế tọa độ điểm M vào ta : 1.7 + 0.b − = (đúng) Vậy điểm M thuộc đường thẳng x = ⇒ Đáp án A xác VD3-[Thi thử Group Nhóm toán – Facebook lần năm 2017] Các điểm M , N , P điểm biểu diễn cho số phức 4i z1 = ; z2 = (1 − i )(1 + 2i ) ; z3 = −1 + 2i i −1 A Tam giác vuông B.Tam giác cân C.Tam giác vuông cân D.Tam giác Trang 269 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam GIẢI Rút gọn z1 Casio a4bRbp1= Rút gọn z2 Casio thv n.c om Ta z1 = − 2i điểm M ( 2; −2 ) (1pb)(1+2b)= Ta z2 = + i điểm N ( 3;1) Tương tự z2 = −1 + 2i điểm P ( −1; ) ma Để phát tính chất tam giác MNP ta nên biểu diễn điểm M , N , P hệ trục tọa độ Dễ thấy tam giác MNP vuông cân P ⇒ đáp án C xác VD4-[Thi thử báo Toán học Tuổi trẻ lần năm 2017] Trong mặt phẳng Oxy , gọi điểm M , N điểm biểu diễn số phức z1 = − i, z2 = + 2i Gọi G trọng tâm tam giác OMN , với O gốc tọa độ Hỏi G điểm biểu diễn số phức sau 1 A − i B + i C + i D + i 3 GIẢI Điểm M biểu diễn số phức z1 = − i ⇒ tọa độ M (1; −1) Điểm N biểu diễn số phức z2 = + 2i ⇒ tọa độ N ( 3; ) Gốc tọa độ O ( 0;0 ) Trang 270 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Tiếp theo tiến hành thử nghiệm số phức theo thứ tự môđun tăng dần, số phức thỏa mãn hệ thức điều kiện z − − 4i = z − 2i Với z = −1 + i Xét hiệu : ( −1 + i ) − − 4i − ( −1 + i ) − 2i thv n.c om qc(p1+b)p2p4b$pqcp1+b p2b= Ra giá trị khác z = −1 + i không thỏa mãn hệ thức ⇒ Đáp án A sai Tương tự với z = + 2i qc2+2bp2p4b$pqc2+2bp2 b= Vậy số phức z = + 2i thỏa mãn hệ thức ⇒ Đáp số C đáp số xác Cách mẹo Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn z − − 4i = z − 2i ⇔ a − + (b − 4) i = a + (b − ) i 2 ⇔ ( a − 2) + (b − 4) = a + (b − 2) ⇔ a − 4a + + b − 8b + 16 = a + b − 4b + ⇔ 4a + 4b = 16 ⇔ a+b−4 = Trong đáp án có đáp án C thỏa mãn a + b − = ⇒ Đáp án xác C Cách tự luận Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn z − − 4i = z − 2i ⇔ a − + (b − 4) i = a + (b − ) i 2 ma ⇔ ( a − 2) + (b − 4) = a + (b − 2) ⇔ a − 4a + + b − 8b + 16 = a + b − 4b + ⇔ 4a + 4b = 16 ⇔ a+b = Theo bất đẳng thức Bunhiacopxki : 2 16 = ( a + b ) ≤ (12 + 12 )( a + b2 ) ⇒ z = a + b ≥ ⇒ z ≥2 a b  = ⇔ a = b = ⇒ z = + 2i Dấu = xảy ⇔  1 a + b = VD2-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Với số phức z thỏa mãn (1 + i ) z + − 7i = Tìm giá trị lớn z A max z = B max z = C max z = D max z = GIẢI Cách mẹo Trang 286 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn (1 + i ) z + − 7i = ⇔ ( a + bi )(1 + i ) + − 7i = ⇔ a − b +1+ (a + b − 7)i = 2 ⇔ ( a − b + 1) + ( a + b − ) = ⇔ 2a + 2b + 50 − 12a − 16b = ⇔ a + b − a − 8b + 25 = 2 thv n.c om ⇔ ( a − 3) + ( b − ) = Vậy quỹ tích điểm biểu diễn số phức z đường tròn tâm I ( 3; ) bán kính R = Ta gọi đường tròn ( C ) Với điểm M biểu diễn số phức z = a + bi M thuộc đường tròn tâm O ( 0;0 ) bán kính a + b2 Ta gọi đường tròn ( C ') , Môđun z bán kính đường tròn ( C ') Để bán kính ( C ' ) lớn O, I , M thẳng hàng (như hình) ( C ' ) tiếp xúc với ( C ) Khi OM = OI + R = + = ⇒ Đáp số xác D Cách tự luận Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn (1 + i ) z + − 7i = ⇔ ( a + bi )(1 + i ) + − 7i = ⇔ a − b +1+ (a + b − 7)i = 2 ⇔ ( a − b + 1) + ( a + b − ) = ⇔ 2a + 2b + 50 − 12a − 16b = ⇔ a + b − a − 8b + 25 = 2 ⇔ ( a − 3) + ( b − ) = Ta có z = a + b = a + 8b − 24 = ( a − ) + ( b − ) + 26 Theo bất đẳng thức Bunhiacopxki ta có : ( a − ) + ( b − ) ≤ ( a − ) + ( b − ) (6 2 + 82 ) ( a − 3) + ( b − )  = 10   ma ≤ Vậy z ≤ 36 ⇔ z ≤ ⇒ đáp án D xác Bình luận Việc sử dụng bất đẳng thức để đánh giá z khó khăn, đòi hỏi học sinh phải nắm vững bất đẳng thức Bunhiacopxki biến dạng Trong tình toán này, so sánh cách giải ta thấy dùng mẹo tiếp xúc tỏ đơn giản dễ hiểu tiết kiệm thời gian VD3-[Thi thử báo Toán học tuổi trẻ lần năm 2017] Cho số phức z thỏa mãn z − + z + = 10 , giá trị lớn giá trị nhỏ z : A.10 B C 3D GIẢI Cách mẹo Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn z − + z + = 10 ⇔ a − + bi + a + + bi = 10 Trang 287 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam ⇔ ( a − 4) + b2 + ⇔ ( a + 4) + b = 10 − ( a + 4) + b = 10 ( a − 4) + b2 ⇔ a + 8a + 16 + b = 100 + a − 8a + 16 + b − 20 ( a − 4) ⇔ 20 (a − 4) ⇔5 2 ( a − 4) + b2 + b = 100 − 16a + b = 25 − 4a ⇔ 9a + 25b = 225 a b2 ⇔ + =1 25 thv n.c om ⇔ 25 ( a − 8a + 16 + b ) = 625 − 200a + 16a Vậy quỹ tích điểm biểu diễn số phức z đường Elip đỉnh thuộc đáy lớn A ( 5;0 ) , đỉnh thuộc đáy nhỏ B ( 0;3) Với điểm M biểu diễn số phức z = a + bi M thuộc đường tròn tâm O ( 0;0 ) bán a + b2 Ta gọi đường tròn ( C ') , Môđun z bán kính đường tròn ( C ') kính Để bán kính ( C ' ) lớn M trùng với đỉnh thuộc trục lớn M ≡ A ( 5;0 ) ⇒ OM = ⇒ max z = Để bán kính ( C ' ) lớn M trùng với đỉnh thuộc trục nhỏ M ≡ B ( 0;3) ⇒ OM = ⇒ z = ⇒ Đáp số xác D Cách tự luận Gọi số phức z có dạng z = a + bi z thỏa mãn z − + z + = 10 ⇔ a − + bi + a + + bi = 10 ⇔ ( a − 4) + b2 + ( a + 4) ⇔ ( a + 4) + b2 + ( − a + ) + ( −b ) + b = 10 2 = 10 ma Theo bất đẳng thức vecto ta có : ⇔ 10 = (a + 4) + b2 + ( − a + ) + ( −b ) 2 ≥ ( a + ) − ( − a + )  + b − ( −b )  ⇔ 10 ≥ 4a + 4b ⇔ 10 ≥ z ⇒ z ≤ Ta có ⇔ ( a − 4) + b2 + ( a + 4) + b = 10 Theo bất đẳng thức Bunhiacopxki ta có : 100 = ( ( a − 4) + b2 + ( a + 4) 2 + b2 ) ≤ (1 + ) ( a − 4) + b + ( a + 4) + b  2 2 2 ⇔ 100 ≤ ( 2a + 2b + 32 ) ⇔ 2a + 2b + 32 ≥ 50 ⇔ a2 + b2 ≥ Vậy z ≥ ⇔ z ≤ ⇒ ≤ z ≤ ⇒ đáp án D xác Trang 288 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam VD4-Trong số phức z thỏa mãn z − − z + = , tìm số phức z có môđun nhỏ A z = − 3i B z = −1 + 3i C z = D z = + i GIẢI Cách mẹo Gọi số phức z có dạng z = x + yi z thỏa mãn z − − z + = ⇔ x − + yi − x + + yi = ⇔ ( x − 2) + y2 − ⇔ ( x − 2) + y2 = + ( x + 2) ⇔ ( x − 2) + y = + ( x + 2) + y2 = 2 + y2 thv n.c om ( x + 2) 2 + y2 + ( x + 2) + y 1  + y  −1 − x ≥ ⇔ x ≤ −  2  2 ⇔ + 4x + 4x = x + 4x + + y ⇔ −1 − x = ⇔ x2 − y2 =1 ( x + 2) Vậy tập hợp điểm biểu diễn số phức z Hypebol ( H ) : x − y2 = có đỉnh thuộc thực A ' ( −1;0 ) , B (1;0 ) Số phức z = x + yi có điểm biểu diễn M ( x; y ) có môđun OM = a + b Để OM đạt giá trị nhỏ M trùng với hai đỉnh ( H ) M ≡ A ⇒ M (1;0 ) ⇒ z = ⇒ Đáp án xác C ma II) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-Cho số phức z thỏa mãn z − + 2i = Môđun z nhỏ đạt : −1 + 2 1+ 2 A B C + D − 2 Bài 2-Trong số phức z thỏa mãn z − 3i + i z + = 10 Hai số phức z1 z2 có môđun nhỏ Hỏi tích z1 z2 A 25 B −25 C 16 D −16 Bài 3-Trong số phức z thỏa mãn iz − = z − − i Tính giá trị nhỏ z 1 D 5 LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-Cho số phức z thỏa mãn z − + 2i = Môđun z nhỏ đạt : −1 + 2 1+ 2 A B C + D − 2 A B C GIẢI Cách mẹo Gọi số phức z = x + yi thỏa mãn 2z − + 2i = ⇔ x − + yi + 2i = Trang 289 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam 2 ⇔ ( 2x − 2) + ( y + 2) = 2 ⇔ ( x − 1) + ( y + 1) = Vậy tập hợp điểm biểu diễn số phức z đường tròn ( C ) có tâm I (1; −1) bán kính R = Với điểm M ( x; y ) biểu diễn số phức z = x + yi thuộc đường tròn tâm O bán kính ( C ') thv n.c om R ' = z = x + y Vì để R = z nhỏ đường tròn ( C ') phải tiếp xúc với đường Khi điểm M tiếp điểm đường tròn ( C ) ( C ') z = OM = OI − R = −1 + 2 s(1p0)d+(p1p0)d$pa1R2= ⇒ Đáp số xác A Bài 2-Trong số phức z thỏa mãn z − 3i + i z + = 10 Hai số phức z1 z2 có môđun nhỏ Hỏi tích z1 z2 A 25 B −25 C 16 D −16 GIẢI Cách mẹo Gọi số phức z = x + yi thỏa mãn z − 3i + i z + = 10 ⇔ x + ( y − 3) i + y + + xi = 10 ⇔ x + ( y − 3) + ⇔ ( y + 3) ( y + 3) + x = 10 + x = 10 − x + ( y − 3) 2 ⇔ ( y + 3) + x = 100 − 20 x + ( y − 3) + x + ( y − 3) 2 ma ⇔ 20 x + ( y − 3) = 100 − 12 y ⇔ 25 x + 16 y = 400 ⇔ x2 y + =1 16 25 Vậy tập hợp điểm biểu diễn số phức z đường Elip ( E ) : x2 y + = có đỉnh thuộc trục nhỏ 16 25 A ( −4;0 ) , A ' ( 4;0 ) Với điểm M ( x; y ) biểu diễn số phức z = x + yi thuộc đường tròn tâm O bán kính R ' = z = x + y Vì elip ( E ) đường tròn ( C ) có tâm O nên để OM nhỏ M đỉnh thuộc trục nhỏ ⇒ M ≡ A ' ⇒ z1 = −4 , M ≡ A ⇒ z2 = Tổng hợp z1.z2 = ( −4 ) = −16 ⇒ Đáp số xác D Mở rộng Trang 290 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Nếu đề hỏi tích z1 z2 với z1 , z2 có giá trị lớn hai điểm M biểu diễn hai số phức hai đỉnh thuộc trục lớn B ( 0; −5 ) , B ' ( 0;5) ⇒ M ≡ B ' ⇒ z1 = −5i , M ≡ A ⇒ z2 = 5i Tổng hợp z1 z2 = 5i ( −5i ) = −25i = 25 Bài 3-Trong số phức z thỏa mãn iz − = z − − i Tính giá trị nhỏ z A B C D thv n.c om GIẢI Cách mẹo Gọi số phức z = x + yi thỏa mãn iz − = z − − i ⇔ − y − + xi = x − + ( y − 1) i 2 ⇔ ( − y − ) + x = ( x − ) + ( y − 1) ⇔ y + y + + x2 = x2 − 4x + + y − y + ⇔ x + y +1 = ⇔ 20 x + ( y − 3) = 100 − 12 y Vậy tập hợp điểm biểu diễn số phức z đường thẳng ( d ) : x + y + = Với điểm M ( x; y ) biểu diễn số phức z = x + yi thi z = OM ≥ OH với H hình chiếu vuông góc O lên đường thẳng ( d ) OH khoảng cách từ điểm O lên đường thẳng ( d ) Tính OH = d ( O; ( d ) ) = Vậ y z ≥ 1.0 + 2.0 + +2 = ma ⇒ Đáp số xác D x − y + + xyi x3 − xy + x + x yi + y 3i − yi + xy x + yi + = = x + yi x + yi x2 + y Trang 291 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam PHƯƠNG PHÁP CASIO – VINACAL BÀI 33 PHƯƠNG TRÌNH SỐ PHỨC I) KIẾN THỨC NỀN TẢNG Chuyển số phức dạng lượng giác thv n.c om Dạng lượng giác số phức : Cho số phức z có dạng z = r ( cos ϕ + i sin ϕ ) ta có : z n = r n ( cos nϕ + i sin nϕ ) Lệnh chuyển số phức z = a + bi dạng lượng giác : Lệnh SHIFT Bước 1: Nhập số phức z = a + bi vào hình dùng lệnh SHIFT (Ví dụ z = + 3i ) 1+s3$bq23= Bước 2: Từ bảng kết ta đọc hiểu r = ϕ = π II) VÍ DỤ MINH HỌA VD1-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Gọi z1 , z2 hai nghiệm phức phương trình z − z + = Giá trị z1 + z2 : A B C D GIẢI Cách Casio Tính nghiệm phương trình bậc hai z − z + = chức MODE ma w531=p1=1== Vậy ta hai nghiệm z1 = 3 + i z2 = − i Tính tổng Môđun hai số phức ta 2 2 lại dùng chức SHIFT HYP w2qca1R2$+as3R2$b$+qc a1R2$pas3R2$b= ⇒ z1 + z2 = ta thấy B đáp án xác VD2-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Gọi z1 , z2 hai nghiệm phức phương trình z + z + = Tính giá trị biểu thức P = z12016 + z22016 : A 21009 B C 22017 D 21008 GIẢI Cách Casio Trang 292 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Tính nghiệm phương trình bậc hai z + z + = chức MODE w531=2=2== Ta thu hai nghiệm z1 = −1 + i z2 = −1 − i Với cụm đặc biệt −1 + i , −1 − i ta có điều 4 thv n.c om đặc biệt sau: ( −1 + i ) = −4 , ( −1 − i ) = −4 w2(p1+b)^4= Vậy P = z12016 + z22016 = ( −1 + i ) = ( −4 ) 504 + ( −4 ) 504 2016 + ( −1 − i ) 2016 = ( −1 + i )    504 +  ( −1 − i )    504 = 4504 + 4504 = 21008 + 21008 = 2.21008 = 21009 P = z12016 + z22016 = 21009 ta thấy A đáp án xác Cách Casio Ngoài cách sử dụng tính chất đặc biệt cụm ( −1 ± i ) ta xử lý −1 ± i cách đưa dạng lượng giác lệnh SHIFT Với z1 = −1 + i = r ( cos ϕ + i sin ϕ ) p1+bq23= Ta nhận r = góc ϕ = 3π ( 2) 2016 3π 3π   + i sin 2016   cos 2016 4   ma 3π 3π   2016 ⇒ z1 =  cos + i sin  ⇒ z1 = 4   3π  3π    Tính cos  2016  + i.sin  2016      k2016Oa3qKR4$+bOj2016 Oa3qKR4$))o= z12016 = ( 2) 2016 = 21008 Tương tự z22016 = 21008 ⇒ T = 21009 VD3-[Đề minh họa GD-ĐT lần năm 2017] Kí hiệu z1 , z2 , z3 z4 bốn nghiệm phức phương trình z − z − 12 = Tính tổng : T = z1 + z2 + z3 + z4 A T = Trang 293 B T = C T = + D T = + GIẢI GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Cách Casio Để tính nghiệm phương trình ta dùng chức MODE Tuy nhiên máy tính tính phương trình bậc nên để tính phương trình bậc trùng phương z − z − 12 = ta coi z = t phương trình trở thành t − t − 12 = w531=p1=p12== Với z = ⇒ z = ±2 thv n.c om  z2 = t = Vậy  hay  t = −3  z = −3 Với z = −3 ta đưa z = 3i ⇔ z = ± 3i với i = −1 Hoặc ta tiếp tục sử dụng chức MODE cho phương trình z = −3 ⇔ z + = w531=0=3== Tóm lại ta có nghiệm z = ±1, z = ± 3i Tính T ta lại sử dụng chức tính môđun SHIFT HYP w2qc2$+qcp2$+qcs3$b$+ qcps3$b= ⇒ Đáp án xác C VD4-[Thi thử nhóm toán Đoàn Trí Dũng lần năm 2017] Giải phương trình sau tập số phức : z + ( i + 1) z + ( i + 1) z + i = 3 i C z = − − i B z = − + D.Cả A, B, C 2 2 GIẢI ma A z = −i Cách Casio Để kiểm tra nghiệm phương trình ta sử dụng chức CALC Q)^3$+(b+1)Q)d+(b+1)Q )+brpb= Vậy z = −i nghiệm Tiếp tục kiểm tra z = − + i giá trị nghiệm đáp án A B có nghĩa 2 đáp án D xác Nếu giá trị không nghiệm có đáp án A rp(1P2)+(s3)P2)b= Trang 294 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam i tiếp tục nghiệm có nghĩa đáp án A B Vậ y z = − + 2 ⇒ Đáp án xác D thv n.c om Cách tự luận Để giải phương trình số phức xuất số i ta sử dụng chức MODE mà phải tiến hành nhóm nhân tử chung ( ) Phương trình ⇔ z + z + z + z + z + i =  z = −i ⇔ ( z + i ) ( z + z + 1) = ⇔   z + z +1 = Phương trình z + z + = không chứa số i nên ta sử dụng máy tính Casio với chức giải phương trình MODE w531=1=1== Tóm lại phương trình có nghiệm z = −i ; z = − 3 + i; z = − − i 2 2 ⇒ D đáp án xác VD5-[Thi thử báo Toán học tuổi trẻ lần năm 2017] Trong phương trình đây, phương trình có hai nghiệm z1 = + ; z2 = − A z + i z + = B z + 2z + = C z − 2z + = D z − 2z − = GIẢI Ta hiểu phương trình bậc hai ax + bx + c = có hai nghiệm tuân theo định lý Vi-et (kể tập số thực hay tập số phức ) ma b   z1 + z2 = − a  z z = c  a Tính z1 + z2 = w21+s3$b+1ps3$b= Tính z1 z2 = (1+s3$b)(1ps3$b)= Rõ ràng có phương trình z − 2z + = có − b c = = a a ⇒ Đáp số xác C Trang 295 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam thv n.c om VD6-[Thi thử chuyên Khoa học tự nhiên lần năm 2017] Phương trình z + iz + = có nghiệm tập số phức : A B C D.Vô số GIẢI Ta phân biệt : Trên tập số thực phương trình bậc hai ax + bx + c = có hai nghiệm phân biệt ∆ > , có hai nghiệm kép ∆ = , vô nghiệm ∆ < Tuy nhiên tập số phức phương trình bậc hai ax + bx + c = có nghiệm ∆ = , có hai nghiệm phân biệt ∆ >  ∆ < Vậy ta cần tính ∆ xong Với phương trình z + iz + = ∆ = i − = −5 đại lượng < phương trình có nghiệm phân biệt ⇒ Đáp số xác A 10 VD7-Phần thực số phức z biết z = A −1 + i B C − 2i (1 − i ) ( 3+i ) 10 ( −1 − i ) D 25 i GIẢI Để xử lý số phức bậc cao ( > 3) ta sử đưa số phức dạng lượng giác sử dụng công thức Moavơ Và để dễ nhìn ta đặt z = z110 z25 z310 Tính z1 = − i = r ( cos ϕ + i sin ϕ ) Để tính r ϕ ta lại sử dụng chức SHIF 1pbq23= −π −π  10  + i sin  z1 = 4   −π −π Tính cos10 + i sin10 4 Vậy z1 =  cos 10 ( 2) −π −π   + i sin10  cos10  4   ma k10OapqKR4$)+bj10Oapq KR4$)= Vậy z110 = 10 ( 2) i = 25.i  π  + i sin  = 25  − + i  6  2  −2π −2π  10    z310 = 210  cos10 + i sin10 i   =  − − 3    2    Tương tự z25 = 25  cos Trang 296 π GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam   5 i − + i  2  z110 z25  Tổng hợp z = 10 = z3   210  − − i 2   thv n.c om a2^5$bO2^5$(pas3R2$+a1 R2$b)R2^10$(pa1R2$pas3 R2$b)= Vậy z = ⇒ Đáp số xác B III) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần năm 2017] Cho phương trình z − 2z + 17 = có hai nghiệm phức z1 z2 Giá trị z1 + z2 : A 17 B 13 C 10 D 15 Bài 2-[Đề thi toán Đại học – Cao đẳng khối A năm 2009] Gọi z1 , z hai nghiệm phương trình z + 2z + 10 = Tính giá trị biểu thức A = z1 + z2 A 10 B 20 C D.10 Bài 3-[Thi thử Group Nhóm toán lần năm 2017] Kí hiệu z1 , z2 , z3 nghiệm phương trình z + 27 = Tính tổng T = z1 + z2 + z3 A T = B T = 3 C T = D T = Bài 4-[Thi thử THPT Bảo Lâm – Lâm Đồng lần năm 2017] Gọi z1 , z2 , z3 , z4 bốn nghiệm phức phương trình 2z − 3z − = Tính tổng sau : T = z1 + z2 + z3 + z4 ma A B C D Bài 5-[Thi thử THPT Bảo Lâm – Lâm Đồng lần năm 2017] Xét phương trình z = tập số phức Tập nghiệm phương trình :  −1 ±      A S = {1} B S = 1; D S =  − ± i i  C S = 1; − ±  2     2  Bài 6-Biết z nghiệm phương trình z + 1 = Tính giá trị biểu thức P = z 2009 + 2009 z z D P = LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1-[Thi thử chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa lần năm 2017] Cho phương trình z − 2z + 17 = có hai nghiệm phức z1 z2 Giá trị z1 + z2 : A P = B P = C P = − A 17 B 13 C 10 D 15 GIẢI Cách Casio Tìm hai nghiệm phương trình z − 2z + 17 = w531=p2=17== Trang 297 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Tính tổng hai môđun lệnh SHIFT HYP thv n.c om w2qc1+4b$+qc1p4b= Vậy z1 + z2 = 17 ⇒ Đáp số xác A Bài 2-[Đề thi toán Đại học – Cao đẳng khối A năm 2009] Gọi z1 , z hai nghiệm phương trình z + 2z + 10 = Tính giá trị biểu thức A = z1 + z2 A 10 B 20 C 2 D.10 GIẢI Cách Casio Tìm hai nghiệm phương trình z + 2z + 10 = w531=2=10== Tính tổng bình phương hai môđun lệnh SHIFT HYP w2qcp1+3b$d+qcp1p3b$d= 2 Vậy A = z1 + z2 = 20 ⇒ Đáp số xác B Bài 3-[Thi thử Group Nhóm toán lần năm 2017] Kí hiệu z1 , z2 , z3 nghiệm phương trình z + 27 = Tính tổng T = z1 + z2 + z3 B T = 3 C T = ma A T = D T = GIẢI Cách Casio Tính nghiệm phương trình z + 27 = chức MODE w541=0=0=27== 3 3 3 + i , z3 = − i 2 2 Tính tổng môđun T = z1 + z2 + z3 Vậy z1 = −3, z2 = w541=0=0=27====w1w2qcp3 $+qca3R2$+a3s3R2$b$+qca 3R2$pa3s3R2$b= Trang 298 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Vậy T = ⇒ Đáp số xác C Bài 4-[Thi thử THPT Bảo Lâm – Lâm Đồng lần năm 2017] Gọi z1 , z2 , z3 , z4 bốn nghiệm phức phương trình 2z − 3z − = Tính tổng sau : T = z1 + z2 + z3 + z4 B C D thv n.c om A GIẢI Cách Casio Đặt t = z Tìm nghiệm phương trình 2t − 3t − = w532=p3=p2==  z2 = t = Vậ y  ⇒ z = − t = −   2 Với z = ⇒ z = ± −1 i2 i 2 ⇒z = ⇒z=± Với z = 2 Tính tổng môđun T = z1 + z2 + z3 + z4 w2qcs2$$+qcps2$$+qcabR s2$$$+qcapbRs2= ma Vậy T = ⇒ Đáp số xác C Bài 5-[Thi thử THPT Bảo Lâm – Lâm Đồng lần năm 2017] Xét phương trình z = tập số phức Tập nghiệm phương trình :  −1 ±      A S = {1} B S = 1; D S =  − ± i i  C S = 1; − ±  2     2  GIẢI Cách Casio Giải phương trình bậc ba z − = với chức MODE 54 w541=0=0=p1== Phương trình có nghiệm x1 = 1, x2 = − 3 + i, x3 = − − i 2 2 ⇒ Đáp số xác C Trang 299 GV: Trần Bá Hưng www.MATHVN.com – Toán học Việt Nam Bài 6-Biết z nghiệm phương trình z + A P = B P = C P = − D P = 1 = Tính giá trị biểu thức P = z 2009 + 2009 z z GIẢI Cách Casio Quy đồng phương trình z + = ta phương trình bậc hai z − z + = Tính nghiệm phương trình z với chức MODE thv n.c om w531=p1=1== Ta thu hai nghiệm z hai nghiệm có vai trò nên cần lấy nghiệm z đại diện Với z = π π  − i ta chuyển dạng lượng giác ⇒ z = 1 cos + i sin  2 3  a1R2$+as3R2$bq23=   Vậy ⇒ z 2009 = 12009  cos 2009 Tính z 2009 lưu biến A π  π π + i sin 2009  =  cos 2009 + i sin 2009  3  3 π Wk2009OaqKR3$)+bj2009Oa qKR3$)=qJz =1 A ma Tổng kết P = A + Qz+a1RQz= ⇒ Đáp số xác A Trang 300 GV: Trần Bá Hưng ... Trong số phức z thỏa mãn điều kiện z − − 4i = z − 2i Tìm số phức z có môđun nhỏ A z = −1 + i B z = −2 + 2i C z = + 2i D z = + 2i GIẢI Cách Casio Trong số phức đáp án, ta tiến hành xắp xếp số phức. .. năm 2017] 22 Cho số phức z = (1 + i ) + (1 + i ) + + (1 + i ) Phần thực số phức z : Vậy z = B −211 + C −211 − ma A −211 D 211 GIẢI Dãy số cấp số nhân với U = (1 + i ) , số số hạng 21 công bội... dọc trục ảo Số phực z = a + bi biểu diễn hệ trục thực ảo điểm M ( a; b ) Môđun số phức z = a + bi độ lớn vecto OM Lệnh Caso Để xử lý số phức ta sử dụng lệnh tính số phức MODE Lệnh giải phương