Tài liệu ôn thi Đại học, THPT Quốc gia: Môn Toán: Sử dụng bất đẳng thức môđun giải bài toán Môđun lớn nhất, nhỏ nhất (Min,Max) Của số phức

10 51 0
Tài liệu ôn thi Đại học, THPT Quốc gia: Môn Toán: Sử dụng bất đẳng thức môđun giải bài toán Môđun lớn nhất, nhỏ nhất (Min,Max) Của số phức

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Chủ đề Nguyễn Khải, Nguyễn Duy Chiến Admin Nhóm Tốn VD-VDC A-TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1.Bất đăng thức Cho số phức z1 , z2 ta có:  z1   z  0, k  , k  0, z  kz  z1  z  z1  z 1 Đẳng thức xảy z1  z2  z1  z2   Đẳng thức xảy   z1   z1  0, k  , k  0, z2  kz1 Chứng minh Trong mặt phẳng tọa độ Oxy , gọi A, B điểm biểu diễn số phức z1, z2 Khi đó:   OA  z1 ; BO  z ; BA  z1    z2   z1  z ; OA biểu diễn số phức z1 OB biểu diễn số phức  z2 Chứng minh z1  z  z1  z + Ta ln có: BA  BO  OA  z1  z  z1  z 1 Đẳng thức 1 xảy O, A, B thẳng hàng O thuộc đoạn AB   + Khi A  O tức z1  điều có nghĩa có số k  để OB  kOA tức z2  kz1 (Còn z1  , rõ ràng z1  z2  z1  z2 1 xảy   Đẳng thức   xảy O, B, A ) Vậy đẳng thức  z1   z  0, k  , k  0, z  kz  Chứng minh z1  z2  z1  z2 + Ln có BA  AO  OB  z1  z2  z1  z2 thẳng hàng O không nằm A, B   + Khi A  O tức z1  điều có nghĩa có số k  cho OB  kOA tức z2  kz1 (Khi z1  ,rõ ràng z1  z2  z1  z2 )  z1   z  0, k  , k  0, z  kz  Vậy đẳng thức  2 xảy 2.Đẳng thức môđun 2.1 Cho số thực m, n số phức z1 , z2 ta có: 2 mz1  nz2  m z1  n z2  mn  z1.z2  z1.z2  Chứng minh   2 mz1  nz2   mz1  nz2  mz1  nz2   mz1  nz2  mz1  nz2   m z1  n z2  mn  z1.z2  z1.z2  Nhận xét: 2 -Với m  1, n  có z1  z2  z1  z2  z1.z2  z1.z2 2 -Với m  1, n  1 z1  z2  z1  z2   z1.z2  z1.z2   2 Từ suy z1  z2  z1  z2  z1  z2  2.2 Cho số thực m, n số phức z1 , z2 ta có: 2  z z z z  2 z  z1  z  z2   z    2   Chứng minh 2 z  z1  z  z2 z z  z z z z  z z    z   z  2  2    2.3.Cho số phức z1 , z2 khác ta có: z1  z2  2  z z z z  2 z   2  z2 z z1  z2 z1 z2 Chứng minh 2 +Ta có: z1  z2  z1  z2  z1.z2  z1.z2 1 ; + z2 z1 z1  z1 z2 z2  z2 z1 2 z1  z1 z2 2 2 +Từ 1   suy ra: z1  z2  z2  z2 z1 z1  z2 z1 z1 z2 z1 z2  z1.z2  z1.z2   z2  z1  z2  2 z1  z2  z1.z2  z1.z2   z2 z z1  z2 z1 z2 3.Một số ý 3.1 z  z1  z  z  z  z1 1 +Xét z  z2 , đó: Vì z2  z1  z  z1  z2  z  z  z  z  z1  z  z1 nên suy z  z1  1 x  z2  z   x   , x   0;1  z  z2  x  z1  z2  x +Với z  z2 thay trực tiếp vào tốn  z  z1  z  z2  z2  z1 +Như có  suy z  z2  x  z1  z2   x   , x   0;1  z2  3.2 z  z1  z  z2  z2  z1      +Xét z  z2 , đó:Vì z2  z1  z  z1  z2  z  z  z1  z2  z  z2  z1 nên suy z  z1  1 x  z2  z   x   , x   ;   1;      z  z2  x  z1  z2  x  z  z1  z  z2  z2  z1 +Như có  suy z  z2  x  z1  z2   z2   x   , x   ;   1;     B.VÍ DỤ Câu 1: [Minh Hoạ-L2/N2017] Xét số phức z thỏa mãn z   i  z   7i  Gọi m, M giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn z   i Giá trị biểu thức P  m  M B  73 Định hướng tìm lời giải: A 13  73 C  73 D  73 Nhận thấy z   i   z   7i   suy z  a  x   b  x  i với x  D   Đến ta có tốn quen thuộc Lời giải *Trường hợp 1: z  2  i (thỏa mãn z   i  z   7i  ), đó: z   i  3  2i  13 *Trường hợp 2: z  2  i +Vì  z   i   z   7i   z   7i  z   i  nên suy  z   7i  1 x  z   i  với x  , x   0;1  z   2  x   1  x  i x + z   i   3  x     x  i  72 x  12 x  13 với x  , x   0;1 1 +Xét hàm số f  x   72 x2  12 x  13, x   0;1 , dễ thấy f  x   f    ;  0;1  12  max f  x   f 1  73  0;1 *So sánh hai trường hợp thấy: m  Câu 2: ; M  73  Chọn B [Chuyên Thái Bình-L5/N2018] Cho số phức z thỏa mãn 1  i  z   1  i  z   Gọi m , n giá trị lớn giá trị nhỏ z Đặt w  m  ni , giá trị w 2018 A 21009 B 41009 Định hướng tìm lời giải: C 51009 D 61009 +Biến đổi giả thiết: 1  i  z   1  i  z    z   i  z   i  +Áp dụng BĐT: z1  z  z1  z dễ dàng tìm m +Áp dụng z  z1  z  z2 2  z1  z2 z z  2 z   2    a, b   ta có : a  b   a  b   tìm n Lời giải +  z   i  z   i  z   i  z   i  z  z  1 Đẳng thức 1 xảy k  , k    z   i  k  z   i   z    1  i   m   z 2 +  z   i  z   i   z   i  z   i   z  i 1    z    Đẳng thức w Câu 3: 2018  2  z   i  z   i  z   1  i   n  Vậy xảy   z   61009  Chọn D [Đặng Thúc Hứa Nghệ An-L1/N2018] Cho số phức z thỏa z  i  z   3i  z   i Giá trị lớn biểu thức z   3i 13 B  13 Định hướng tìm lời giải: C A mãn điều kiện D  z   3i   z  i   1  2i  + Khai thác giả thiết: z  i  z   3i  z   i thấy  , đó: z   i  z  i   i      2 2 z   3i  z   i   z  i   2i    + Mặt khác: z  i  z   3i  z   i  1   32  z   3i  z   i    20 z  i  Từ suy z  i  Đến ta có tốn quen thuộc Lời giải  z   3i   z  i   1  2i  2 2 + Vì  nên z   3i  z   i   z  i   2i     z   i   z  i   1  2i  Ta có z  i  z   3i  z   i  suy z  i  1   32  z   3i  z   i    20 z  i  Từ + z   3i   z  i    2  4i   z  i  2  4i     z   3i  1 Đẳng  z   3i z 1  i     z i  thức 1 xảy   z  2  5i Vậy max z   3i  k  , k    z  i  k  2  4i   Chọn D Câu 4: Cho số phức z thỏa mãn z   2i  Giá trị lớn biểu thức T  z   i  z   4i A B Định hướng tìm lời giải: C D Nhận thấy z   i   z   2i     i  , z   4i   z   2i     i  Từ 2 tính z   i  z   4i theo z   2i ,  i Đây điểm then chốt để đến lời giải Lời giải Đặt z1  z   2i; z2   i 2 2     + z   i   z   2i     i   z   2i   i  z1 z2  z1 z2   z1 z2  z1 z2 ;     z   4i   z   2i     i   z 1  2i   i  z1 z2  z1 z2  24  z1 z2  z1 z2 Từ 2 suy z   i  z   4i  42 +T   z   i  z   4i    1 z   i  z   4i  Đẳng thức xảy 2     2 z   i  z   4i  42   z   i (Hệ có nghiệm) Vậy max T  z   4i     Chọn A Tổng quát toán: Cho số phức z thỏa mãn z  z  r Tìm giá trị lớn biểu thức T  a z  z1  b z  z Biết z0  z1   m  z0  z  , a, b, r, m số thực dương z0 , z1, z2 số phức cho trước Ý nghĩa hình học: Cho điểm M chuyển động đường tròn tâm I bán kính R Cho A, B hai điểm cố định cho I nằm A, B Tìm giá trị lớn T  xMA  yMB với x, y hai số thực dương cho trước Câu 5: [Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc-L2/N2018] Cho số phức z thoả mãn điều kiện z   i  2 Gọi M , m giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ biểu thức H  z   2i  z   4i Giá trị M  m A 16 B 11 C 26  Định hướng tìm lời giải: + Tìm m đơn giản rõ ràng áp dụng: z1  z2  z1  z2 + Ta biết: z  z1  z  z2 2  z1  z2 z z  2 z   2  D 26    , ta có:  2 2 z   2i  z   4i   z  i   3i  Mặt khác biết z   i  2 , tìm max z  i   toán quen thuộc Như áp dụng BĐT : a, b   , a  b   a  b  tìm M Lời giải + H  z   2i   z   4i  z   2i  z   4i  1 k  , k  k  , k     k  1  2k  1   i  z  i Đẳng thức 1 xảy  z   2i  k   z   4i    z  k  k     z   i  2  z 2i  2  + H   z   2i  z   4i    z  i   3i   z  i  18     z  i   z   i     2i   z   i   2i  Suy H  10    z   2i  z   4i   l   , l  Đẳng thức   xảy   z   3i z   i  l  i     z 2i  2  +Vậy m  2; M  10  Chọn A Câu 6: [Đề tham khảo-2018]Xét số phức z  x  yi ( x, y   ) thỏa mãn z   3i  Khi biểu thức P  z   3i  z   i đạt giá trị lớn nhất, giá trị x  y A B Định hướng tìm lời giải: C D 10 + Nhận thấy z   3i   z   3i   , z   i   z   3i     2i  khơng tính 2  z   3i   z   i theo z   3i (  ,  số thực) 2 2 + Tuy nhiên ta lại có z   3i  z   i   z  i   2i  Từ ta có lời giải sau:   Lời giải + P   z   3i  z   i    z  i   2i    z  i 1     + z  i   z   3i     2i   z   3i   2i    Đẳng thức   xảy  k   , k    z   3i  k   2i   z   4i   z   3i  + Từ 1   suy P  10  3 Đẳng thức   xảy đẳng thức 1    z   4i đồng thời xảy    z   4i  z   3i  z   i  Chọn D Câu 7: [Chuyên Đại Học Vinh-Lần 1-Năm 2019]Giả sử z1, z2 hai số phức z thỏa mãn  z  68  z i  số thực.Biết z1  z2  , giá trị nhỏ z1  3z2 A  21 B 20  21 Định hướng tìm lời giải: C 20  22 D  22  z1   4i  +Biến đổi  z  6  z i  số thực z   4i    1 z   i   +Phát quan trọng  z1  z2   z1   4i    z2   4i   2 +Kết hợp 1  2 tính được:  z1   4i    z2   4i  đến toán quen thuộc Lời giải + z  x  yi  x, y   Vì   x    yi    y    xi  số thực nên x  x    y  y  8   z1   4i   z2   4i    x     y    25  z   4i     w1  z1   4i 2 +Đặt  , đó:Vì z1  z2   w1  w2   16  w1  w2  w1 w2  w1 w2  w2  z2   4i  w1w2  w1w2  34 ; w1  3w2  z1  z2  12  16i  22 2 w1  w2   w1 w2  w1w2   22 Suy + z1  z   z1  z  12  16i   12  16i   z1  z2  12  16i  12  16i  20  22 Đẳng thức k  , k  : z1  3z2  12  16i  k 12  16i   22  z1  3z2  xảy  12  16i   z1  3z2  12  16i  22   Vậy z1  3z2   22  Chọn C Câu 8: [Chuyên Lê Hồng Phong Nam Định Năm 2019]Cho hai số phức z1, z2 thỏa mãn z1   i  z1   7i  iz2 1  2i  Giá trị nhỏ biểu thức T  z1  z2 A 2  B Định hướng tìm lời giải: 1 C 2  D  +Thấy làm triệt tiêu biến z2 BĐT T    z2  i   z1  z2   z2  i   z1  z2  z1  i  +Lại có z1   i   z1   7i   suy z1  a  x   b  x  i với x  D   Đến ta có tốn quen thuộc Lời giải *Ta có: T    z2  i   z1  z2   z2  i   z1  z2  z1  i  *Trường hợp 1: z1  2  i (thỏa mãn z1   i  z1   7i  ), đó: z1   i  4  *Trường hợp 2: z  2  i +Vì  z1   i   z1   7i   z   7i  z   i  nên suy  z1   7i  1 x  z1   i  với x  , x   0;1  z1   2  x   1  x  i x + z1   i   4  x   xi  18 x  12 x  Xét hàm số f  x   18 x  12 x  4, x   0;1 , dễ 1 thấy f ( x)  f    2 x 0;1  3 *So sánh hai trường hợp ta có: T  2  1 Đẳng thức 1 xảy  z1  3i  z1  3i   k  , k  : z1  z2  k   z2  i     4  2  Vậy T  2  z   i    2  z2   i   Chọn C Câu 9: [Gang Thép Thái Nguyên Năm 2018]Xét số phức z thỏa mãn iz  2i   z   3i  34 Tìm giá trị nhỏ biểu thức P  (1  i) z  2i A Pmin  B Pmin  26 Định hướng tìm lời giải: C Pmin  17 D Pmin  +Biến đổi toán: iz  2i   z   3i  34  z   2i  z   3i  3  5i ; P  z   i +Thấy z   3i   3  5i   z   2i suy z  a  x   b  x  i với x  D   Lời giải + iz  2i   z   3i  34  z   2i  z   3i  3  5i ; P  z   i +Vì z   2i  z   3i  3  5i  z   3i  5i   z   2i nên z   3i  x  3  5i  với x  , x   z   1  3x     x  i + z   i  3 x    x  i  34 x  40 x  16  (Vì x  ).Đẳng thức xảy z  1  3i Vậy P  Câu 10: Cho số phức z thỏa mãn z  i  Biết biểu thức T  z  3i  z   i đạt giá trị nhỏ z  x  yi  x, y    Hiệu x  y A  13 B 13  17 17 Định hướng tìm lời giải: C  13 17 D   13 17 + Khai thác kết luận: Biểu thức T  z  3i  z   i đạt giá trị nhỏ Ta phải “cân hệ số” (làm xuất thừa số trước biểu thức z  3i ) trước áp dụng bất đẳng thức mô đun đẳng thức sau: z1  z2  z2 z z1  z2 z1 z2  z1 , z2  ; z1  0, z2    z1  +Tổng quát toán:Cho trước hai số phức z1 , z2 thỏa mãn  số thực dương c Biết số phức  z1  z2 z z thỏa mãn z  c Tìm giá trị nhỏ z  z1  z  z2 c Lời giải Đặt u  z  i , u  ; u  4i  4i u u 4i  u  i Ta có T= u  4i  u  u 4i k  ,  k   1 k    u  i   u   u  i   u  17 Đẳng thức xảy u  i  4  u k   u   16  13 k  Ta có z  u  i    4k   1  k  i Suy  17 u    4k   ki  x  y   3k   13  Chọn C 17 ... nz2  mz1  nz2   m z1  n z2  mn  z1.z2  z1.z2  Nhận xét: 2 -Với m  1, n  có z1  z2  z1  z2  z1.z2  z1.z2 2 -Với m  1, n  1 z1  z2  z1  z2   z1.z2  z1.z2   2 Từ suy...  4i đồng thời xảy    z   4i  z   3i  z   i  Chọn D Câu 7: [Chuyên Đại Học Vinh-Lần 1-Năm 2019]Giả sử z1, z2 hai số phức z thỏa mãn  z  68  z i  số thực.Biết z1  z2  , giá... f 1  73  0;1 *So sánh hai trường hợp thấy: m  Câu 2: ; M  73  Chọn B [Chuyên Thái Bình-L5/N2018] Cho số phức z thỏa mãn 1  i  z   1  i  z   Gọi m , n giá trị lớn giá trị nhỏ

Ngày đăng: 27/08/2020, 13:37