1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC

15 22 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • số phức

  • PHN I. CC DNG TON

  • VN 1

  • dạng đại số của số phức

  • Cộng, trừ, nhân, chia số phức

  • A. TểM TT KIN THC

  • 1. Số phức

  • Một biểu thức dạng z = a + bi, trong đó a và b là những số thực và i thỏa mãn i = -1 được gọi là một số phức.

  • a được gọi là phần thực, b được gọi là phần ảo, i được gọi là đơn vị ảo.

  • Tập các số phức được kí hiệu là (.

  • Số phức có phần ảo bằng 0 gọi là số thực nên R(.

  • Số phức có phần thực bằng 0 gọi là số ảo. 0 = 0 + 0i là số vừa thực vừa ảo.

  • 2. Hai số phức bằng nhau

  • 3. Cộng, trừ hai số phức

  • Số đối của số phức z = a + bi là số phức ; - z = - a bi.

  • 4. Nhân hai số phức

  • 5. Môđun của số phức, số phức liên hợp

  • z = a +bi (a, b ) thì môđun của z là

  • z = a +bi (a, b ) thì số phức liên hợp của z là = a - bi.

  • Ta có:

  • *z là số thực khi và chỉ khi z =

  • 6. Chia cho số phức khác 0

  • Nếu z = a + bi (a, b ) khác không thì số phức nghịch đảo của z là .

  • Thương của z' cho z khác không là: . Ta có: .

  • 7. Biểu diễn hình học của số phức

  • Số phức z = a + bi (a, b ) được biểu diễn bởi M(a; b) trong mặt phẳng toạ độ Oxy hay còn gọi là mặt phẳng phức.

  • Trục Ox biểu diễn các số thực gọi là trục thực, trục Oy biểu diễn các số ảo gọi là trục ảo

  • Số phức z = a + bi (a, b ) cũng được biểu diễn bởi vectơ , do đó M(a; b) là điểm biểu diễn của số phức z = a + bi (a, b ) cũng có nghĩa là biểu diễn số phức đó.

  • Ta có:Nếu theo thứ tự biểu diễn các số phức z, z' thì

  • biểu diễn số phức z + z', biểu diễn số phức z z-1, k biểu diễn số phứckz,

  • , với M là điểm biểu diễn của z.

  • B. Các dạng bài tập

  • I. Xác định tổng, hiệu, tích, thương của các số phức

  • 1) Phương pháp giải

  • p dụng các quy tắc cộng, trừ, nhân, chia hai số phức, chú ý các tính chất giao hoán, kết hợp đối với các phép toán cộng và nhân.

  • 2) Các ví dụ

  • Ví dụ 1: Tìm phân thực, phần ảo của các số phức sau

  • a) i + (2 - 4i) - (3 - 2i);b)

  • Bài giải

  • a) Ta có: i + (2 - 4i) - (3 - 2i) = ((0 + 2) + (1 - 4)i) + (- 3 + 2i) = (2 - 3) + (-3 + 2)i = -1 - i.

  • Vậy số phức đã cho có phần thực là - 1, phần ảo là - 1.

  • b) Sử dụng các quy tắc cộng, trừ, nhân hai số phức ta có

  • Do đó nhận được kết quả của bài toán là 2 + 10i

  • Ví dụ 2: Tính

  • Bài giải

  • Ta có :

  • Ví dụ 3: Tính

  • Bài giải

  • Ta có: . Mà . Nên , .

  • Ví dụ 4: Tính

  • Bài giải

  • Nhận thấy .

  • Suy ra .

  • Ví dụ 5: Cho số phức .

  • Hãy chứng minh rằng: .

  • Bài giải

  • Do . Nên ;

  • Lại có . Suy ra .

  • Hơn nữa ta có .

  • Ví dụ 6: Tìm số phức z, nếu .

  • Bài giải

  • Đặt z = x + yi, khi đó

  • Vậy có ba số phức thoả mãn điều kiện là z = 0; z = i; z = - i.

  • II. Biểu diễn số phức trong mặt phẳng toạ độ

  • 1) Phương pháp giải

  • Để biểu diễn một số phức cần dựa vào định nghĩa và các tính chất sau:

  • Nếu số phức z được biểu diễn bởi vectơ , số phức z' được biểu diễn bởi vectơ , thì

  • z + z' được biểu diễn bởi ; z - z' được biểu diễn bởi ; - z được biểu diễn bởi .

  • 2) Các ví dụ.

  • Ví dụ 1: Giả sử M(z) là điểm trên mặt phẳng toạ đô biểu diễn số phức z. Tìm tập hợp những điểm M(z) thỏa mãn điều kiện sau

  • a) ;b) .

  • Bài giải

  • a) Đặt z = x + yi suy ra z - 1 + i = (x - 1) + (y + 1)i. Nên hệ thức trở thành

  • Vậy tập hợp các điểm M(z) trên mặt phẳng toạ độ biểu diễn các số phức z thỏa mãn giả thiết là đường tròn tâm I(1; - 1) bán kính R = 2.

  • b) Gọi A (- 2 ; 0), B(0 ; 1). Khi đó hay là

  • M(z)A = M(z)B. Vậy tập hợp các điểm M(z) là đường trung trực của đoạn thẳng AB.

  • Nhận xét: Với phần b ta có thể thức hiện cách giải như đã làm ở phần a. Tuy nhiên để thể thực hiện cách giải như vậy là ta đã dựa váo nhận xét sau:

  • Nếu véctơ của mặt phẳng phức biểu diễn số phức z thì độ dài của vectơ là , và từ đó nếu các điểm A, B theo thứ tự biểu diễn các số phức z, z' thì .

  • Ví dụ 2: Trong các số phức z thoả mãn điều kiện . Tìm số phức z có modul nhỏ nhất.

  • Bài giải

  • Xét biểu thức (1). Đặt z = x + yi. Khi đó (1) trở thành

  • Do đó các điểm M biểu diễn số phức z thoả mãn (1) nằm trên đường tròn (C) tâm

  • I(2; -3) và bán kính R = .

  • Ta có đạt giá trị nhỏ nhất khi và chỉ khi

  • điểm M nằm trên đường tròn (C) và gần O nhất. Do đó M là giao điểm của (C) và đường thẳng OI, với M là giao điểm gần O hơn.

  • Ta có OI = . Kẻ MH Ox. Theo định lí talet có

  • .

  • Lại có .

  • Vậy số phức cần tìm là: .

  • Ví dụ 3: Chứng minh rằng với mọi số phức z, w, ta có . Đẳng thức xảy ra khi nào?

  • Bài giải

  • Gọi A, B, C lần lượt là các điểm biểu diễn của các số phức z, w, z + w.

  • Ta có . Từ OC OA + AC suy ra .

  • Hơn nữa OC = OA + AC khi và chỉ khi O, A, C thẳng hàng và A thuộc đoạn thẳng OC. Khi O A (hay z 0) điều đó có nghĩa là có số k 0 để tức là w = kz. (Còn khi z = 0, rõ ràng ).

  • Vậy khi và chỉ khi z = 0 hoặc nếu z 0 thì tồn tại để w = kz.

  • c. bài tập

  • 1. Chứng minh rằng với mọi số phức z, w ta đều có . Dấu bằng xảy ra khi nào?

  • 2. Trong mặt phẳng phức, bốn điểm phân biệt A, B, C, D theo thứ tự biểu diễn các số phức z, w, u, v thoả mãn các tính chất:

  • a) ;

  • b) z + w + u + v = 0.

  • 3. Cho số phức z = m + (m - 3)i, m

  • a) Tìm m để biểu diễn của số phức nằm trên đường phân giác thứ hai y = - x;

  • b) Tìm m để biểu diễn của số phức nằm trên hypebol ;

  • c) Tìm m để khoảng cách của điểm biểu diễn số phức đến gốc toạ độ là nhỏ nhất.

  • 4. Xác định tập hợp các điểm trong mặt phẳng phức biểu diễn các số phức thoả mãn hệ thức .

  • 5. Xét các điểm A, B, C trong mặt phẳng phức theo thứ tự biểu diễn các số phức .

  • a) Chứng minh ABC là tam giác vuông cân;

  • b) Tìm số phức biểu diễn bởi điểm D sao cho tứ giác ABCD là hình vuông.

  • VN 2

  • Căn bậc hai của số phức và phương trình bậc hai

  • A. Kiến thức cần nhớ

  • I. Định nghĩa căn bậc hai của số phức

  • Cho số phức w mỗi số phức z thoả mãn z2= w được gọi là một căn bậc hai của số phức w.

  • a) Nếu w là số thực

  • + w < 0 thì có hai căn bậc hai:

  • + w 0 thì có hai căn bậc hai: .

  • b) Nếu w là số phức khi đó ta thực hiện các bước:

  • + Giả sử w= a + ib, đặt z = x + iy là một căn bậc hai của w tức là: khi đó ta có hệ:

  • Bình phương 2 vế của (1) và (2) rồi cộng lại ta được

  • Do vậy ta được hệ:

  • Giải hệ tìm được và suy ra x và y để tìm z.

  • Chú ý: Theo (2) ta có nếu b > 0 thì x, y cùng dấu. Nếu b < 0 thì x, y trái dấu.

  • II. Công thức nghiệm của phương trình bậc hai hệ số phức

  • Cho PT: và có

  • + Nếu pt có hai nghiệm là

  • Trong đó là một căn bậc hai của .

  • + Nếu = 0 thì pt có nghiệm kép: .

  • B. Các dạng bài tập

  • I. Giải phương trình bậc nhất

  • 1) Phương pháp giải

  • Biến đổi phương trình về dạng Az + B = 0, A, B . Viết nghiệm

  • 2) Ví dụ

  • Ví dụ 1: Giải phương trình 2iz + 1 - i = 0

  • Bài giải

  • Nghiệm của phương trình là .

  • II. Tính căn bậc hai và giảiphương trình bậc hai

  • 1) Phương pháp giải

  • Sử dụng công thức tính căn bậc hai của số phức để tính căn bậc hai.

  • Sử dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai để tìm nghiệm của phương trình với chú ý phải đưa về đúng dạng của phương trình.

  • 2) Các ví dụ

  • Ví dụ 1: Tìm căn bậc hai của các số phức sau:

  • Bài giải

  • a) Gọi z = x + iy là một căn bậc hai của -5 + 12i tức là

  • Do b = 12 > 0 nên x và y cùng dấu từ đó có hoặc

  • Vậy -5 + 12i có 2 căn bậc hai là z1 =2+3i và z2 = -2-3i.

  • b) Tương tự ta gọi z = x + iy là một căn bậc hai của 8+ 6i tức là

  • Do b= 6> 0 nên x và y cùng dấu từ đó có hoặc

  • Vậy 8 + 6i có 2 căn bậc hai là 3+i và -3-i.

  • c) Gọi z = x + iy là một căn bậc hai của 33 - 56i tức là

  • Do b = -56 < 0 nên x và y trái dấu từ đó có hoặc

  • Vậy 2 căn bậc hai của 33 - 56i là 7- 4i và -7+i4.

  • d) Gọi z = x + iy là một căn bậc hai của -3 +4i tức là

  • Do b = 4 > 0 nên x và y cùng dấu từ đó có hoặc

  • Vậy 2 căn bậc hai của -3 + 4i là 1 + 2i và -1-2i.

  • Ví dụ 2: Giải các phương trình sau:

  • Bài giải

  • a) Ta có

  • Theo kết quả ví dụ 1d) thì có hai căn bậc hai là 1+ 2i và -1 - 2i. Do đó pt (1) có hai nghiệm là:

  • b) Tương tự ta có

  • Theo kết quả ví dụ 1b) thì có hai căn bậc hai là 3 + i và -3 - i. Do đó pt (2) có hai nghiệm là:

  • Chú ý: PT (2) có thể dùng nhẩm nghiệm nhờ a + b + c = 0

  • Ví dụ 3: Giải các phương trình sau:

  • Bài giải

  • a) Ta có = 12- 4.3.2 =-23<0 nên ta có hai căn bậc hai của là: . Từ đó nghiệm của pt (1) là:

  • b) Tương tự ta có = -3 < 0 có hai căn bậc hai là: nên (2) có các nghiệm là:

  • c) Ta có

  • Theo b) ta có (*) có hai nghiệm là . Từ đó ta có các nghiệm của pt (3) là:

  • ( Các nghiệm của pt (3) được gọi là căn bậc ba của 1).

  • Ví dụ 4: Chứng minh rằng nếu một phương trình bậc hai với hệ số thực có nghiệm phức thì cũng nhận là nghiệm.

  • Bài giải

  • Giả sử PT bậc hai:nhận số phức là nghiệm tức là ta có: . (1)

  • Lấy liên hợp hai vế của (1) và sử dụng tính chất liên hợp của số thực bằng chính nó thì ta được: . Điều này chứng tỏ là nghiệm của pt.

  • áp dụng: Chứng tỏ 1+i là một nghiệm của phương trình . Tìm nghiệm còn lại của pt đó.

  • Ví dụ 5: Phát biểu và chứng minh định lí đảo và thuận của định lí Vi-et của phương tình bậc hai với hệ số phức.

  • Thuận: Nếu hai số là hai nghiệm của phương trình thì .

  • Chứng minh

  • Theo công thức nghiệm của pt bậc hai với hệ số phức ta có:

  • Đảo: Nếu hai số thoả mãn: thì là nghiệm của pt: .(1)

  • Chứng minh

  • Ta có:

  • Điều này chứng tỏ là nghiệm của (1).

  • áp dụng: Lập phương trình bậc hai có các nghiệm

  • Bài giải

  • Theo bài ra ta có: và

  • Theo kết quả Vd5 ta được pt bậc hai cần lập là:

  • Ví dụ 6: Tìm m để phương trình: có tổng bình phương 2 nghiệm bằng 8.

  • Bài giải

  • Theo bài ra ta có: (1). Theo Vi-et ta có

  • Thay vào (1) ta được . Tức m là một căn bậc haicủa 8+6i. Theo kết quả Vd1b ta có 2 giá trị của m là: 3 + i và -3 - i.

  • Ví dụ 7: Giải hệ phương trình

  • Bài giải

  • Từ (2) ta có Kết hợp với (1) ta có vậy ta có hệ phương trình: Do đó là nghiệm của phương trình . Ta có theo Vd1a ta biết có hai căn bậc hai là:

  • 2 + 3i và -2 - 3i.

  • Vậy ta có Hoặc .

  • Ví dụ 8: Cho là hai nghiệm của phương trình .

  • Không giải pt hãy tính giá trị của các biểu thức sau: Bài giải

  • Theo Vi-et ta có:

  • a) Ta có

  • b)

  • c) Ta có .

  • Ví dụ 9: Giải pt: (1)

  • Bài giải

  • Đặt Khi đó (1) có dạng: (2).

  • Ta có: có hai căn bậc hai là 4i và - 4i nên pt (2) có hai nghiệm là

  • và .

  • Mặt khác 3 + 4i có hai căn bậc hai là: 2 + i và -2 - i còn 3 - 4i có hai căn bậc hai là:

  • 2 - i và -2 + i nên pt (1) có 4 nghiệm là:

  • C. bài tập

  • Bài 1: Tìm các căn bậc hai của các số phức sau:

  • a) 8+6i b) 3+4i c)

  • d) e) f)

  • Bài 2: Gọi là hai căn bậc hai của và là hai căn bậc hai của . Tính ?

  • Bài 3: Giải các phương trình sau:

  • Bài 4: Tìm các căn bậc ba của 8 và -8.

  • Bài 5: Giải các phương trình trùng phương:

  • Bài 6: Cho là hai nghiệm của phương trình: .

  • Không giải pt hãy tính giá trị của các biểu thức sau:

  • Bài 7: Giải các hệ PT

  • .

  • VN 3

  • Dạng lượng giác của số phức

  • A. Kiến thức cần nhớ

  • I. Số phức dưới dạng lượng giác.

  • 1. Acgumen của số phức z 0 y

  • Cho số phức z 0. Gọi M là điểm

  • trong mặt phẳng phức biểu diễn số phức z.

  • Khi đó số đo (radian) của mỗi góc lượng b

  • giác tia đầu Ox, tia cuối OM được M

  • gọi là một Acgumen của z.

  • O a x

  • Chú ý: + Nếu là Acgumen của z thì mọi Acgumen của z đều có dạng: + k2, k Z.

  • + Acgumen của z 0 xác định sai khác k2, kZ.

  • II. Dạng lượng giác của số phức

  • Cho số phức Z = a+bi, (a, bR), với r = là modun của số phức z và là Acgumen của số phức z.

  • Dạng z = r (cos+isin) được gọi là dạng lượng giác của số phức z 0, còn dạng

  • z = a + bi được gọi là dạng đại số của số phức z.

  • II. Nhân và chia số phức dưới dạng lượng giác

  • Nếu z = r(cos+isin), z' = r' (cos'+isin') (rvà r' ) thì

  • zz' = rr ( cos ()); (khi r' > 0).

  • III. Công thức Moa-Vrơ và ứng dụng

  • 1. Công thức Moa- Vrơ

  • 2. Căn bậc n của một số phức

  • Với z = r(cos+isin), r > 0, có hai căm bậc hai của z là

  • ; .

  • B. các dạng Bài tập

  • I. Viết số phức dưới dạng lượng giác

  • 1) Phương pháp

  • Với mỗi số phức z = a + bi:

  • Tính r = ; Tính cos = từ đó suy ra acgumen của z

  • Sử dụng công thức lượng giác của số phức cho ta z = r (cos .

  • 2) Các ví dụ

  • Ví dụ 1: Viết các số phức sau dưới dạng lượng giác

  • Bài giải

  • a) Ta có ; còn . Do đó

  • .

  • b) Từ phần trên ta có ngay kết quả

  • .

  • c) Ta có . Vậy .

  • Ví dụ 2: Tuỳ theo góc , hãy viết số phức sau dưới dạng lượng giác

  • Bài giải

  • Xét số phức z =, ta có

  • Hay z = 2sin(sin - icos) (*)

  • + Nếu , thì từ (*) có z = 2sin là dạng số phức cần tìm.

  • + Nếu sinh < 0, thì từ (*) ta có:

  • là dang lượng giác cần tìm.

  • + Nếu sinh = 0, thì z = 0, nên không có dạng lượng giác xác định.

  • II. Các bài tập tính toán tổng hợp về dạng lượng giác của số phức

  • 1) Phương pháp giải

  • Đưa số phức về dạng lượng giác rồi sử dụng các công thức Moivre để tính toán các đại lượng theo yêu cầu của bài tập.

  • 2) Các ví dụ

  • Ví dụ 1: Tìm phần thực và phần ảo của mỗi số phức sau

  • ; , nếu .

  • Bài giải

  • a) Xét số phức

  • Vậy phần thực bằng , phần ảo bằng 0.

  • b) Xét số phức

  • Vậy phần thực của số phức bằng 0, phần ảo bằng .

  • c) Từ

  • Với , ta có

  • Vậy phần thực cảu số phức bằng 1, phần ảo bằng 0.

  • Ví dụ 2: Tính tổng sau

  • Bài giải

  • Ta có

  • Do đó .

  • Ví dụ 3: Chứng minh rằng các điểm biểu diễn các căn bậc ba của 1 lập thành một tam giác đều.

  • Bài giải

  • Xét phương trình trên , có nghiệm dạng . Khi đó

  • Do đó phương trình trên có đúng ba nghiệm ứng với ba giá trị của k là

  • Với k = 0 ta có z = cos0 + isin0 = 1;

  • Với k = 1 ta có z =

  • Với k = 2 ta có z =.

  • Nên 1 có ba căn bậc ba đó là các số phức được xác định như trên. Trong mặt phẳng phức, gọi A, B, C lần lượt là điểm biểu diễn các số phức z, z, z. Khi đó

  • Từ đó suy ra tam giác ABC là tam giác đều.

  • C. bài tập

  • Bài 1: Viết các số phức sau dưới dạng lượng giác:

  • a. 1 - ib. ( 1 - ic.

  • d. 1 - itan e. tan f. 1-cos ()

  • Bài 2: Cho 2 số phức: 4 4i và 1+ i.

  • Tìm Modun và Acgumen của các số phức là đối liên hợp của 2 số phức trên và viếtchúng dưới dạng lượng giác.

  • Bài 4: Tìm dạng lượng giác của các số phức sau:; , biết:

  • a. z = r ( cos, r >0; b. z = 1 + i

  • Bài 5: Tìm các căn bậc 5 của 1? CMR tổng của chúng bằng 0?

  • Bài 6: Rút gọn hết dấu căn ở mỗi biểu thức sau

  • a. b. c. d.

  • Bài 7: Cho số phức z = a + bi . Một hình vuông tâm là gốc toạ độ 0, các cạnh song song với các trục toạ độ và có độ dài bằng 4. Xác định a,b để tìm điểm biểu diễn của số thực z.

  • a, Nằm trong hình vuông

  • b, Nằm trên đường chéo củahình vuông

  • Bài 8: Chứng minh rằng

  • a. + = (1+ )(1+ ) b. .

  • Bài 9: Tính

  • a. cos a + cos (a+b) + cos (a+2b) ++ cos(a+nb)

  • b. sin a + sin (a+b) + sin (a+2b) ++ sin (a+nb).

  • .

  • PHN 2.LUYN TNG HP

  • Bài 1.

  • a.Trong các số z thoả mãn : hãy tìm số z có moidule nhỏ nhất

  • b.Trong các số z thoả mãn : hãy tìm số z có acgumen dương nhỏ nhất

  • c. Cho . Tỡm s phc cú modun ln nht

  • Bài 2.

  • Giải các phương trình sau :

  • a. b.

  • Bài 3.

  • Cho hai điểm M(z) và I(z1) tương ứng với số phức z=x+yi , x, y (R và số phức z1=a+bi

  • a) Chứng minh hệ thức : (z-z1).() =(x-a)2+(y-b)2

  • b) suy ra hệ thức : (z-z1).() =R2 ( R> 0)

  • Là phương trình một đường tròn tâm I, bán kính R

  • Bài 4.

  • Tìm tập hợp các điểm M biểu diễn các số phức z =x+yi thỏa mãn điều kiện sau:

  • Bài 5.

  • Hóy tớnh tng bit rng

  • Bài 6.

  • Giải phương trình :

  • a. z4-z3++z+1 = 0 ( ẩn phụ (=z-);b. (z2+3z+6)2+2z(z2+3z+6)-3z2 = 0

  • Bài 7.

  • Tìm số thực a, b để có phân tích: f(z) =z4-4z3+7z2-16z+12 =(z2+4)(z2+az+b)

  • Từ đó giải phương trình: f(z) = 0

  • Bài 8.

  • Vi z l s phc. Chng minh rng:

  • Bài 9.

  • Tớnh gii hn: vi z C

  • Bài 10.

  • Cho a, b, c l ba s phc khỏc 0 phõn bit vi |a| = |b| = |c|. Chng minh rng nu mi phng trỡnh: az2 + bz + c = 0, bz2 + cz + a = 0 cú mt nghim cú modun bng 1 thỡ:

  • |a b| = |b c| = |c a|

Nội dung

CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC là tài liệu dành cho các bạn học sinh rèn luyện và nâng cao kỹ năng giãi bài tập, ôn tập kiến thức, góp phần giúp ích cho các kỳ thi sắp tới, rất ích cho các bạn ôn thi vào đại học bách khoa

CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC sè phøc PHẦN I CÁC DẠNG TOÁN VẤN dạng đại số số phức Cộng, trừ, nh©n, chia sè phøc A TĨM TẮT KIẾN THỨC Sè phøc Mét biĨu thøc d¹ng z = a + bi, a b số thực i thỏa mÃn i = -1 gọi số phức a gọi phần thực, b gọi phần ảo, i gọi đơn vị ảo Tập số phức kí hiệu Số phức có phần ảo gọi số thực nên R Số phức có phần thực gọi số ảo = + 0i số vừa thực vừa ảo Hai sè phøc b»ng z  a+bi (a,b   ), z'  a'+b' i (a',b'  ); Céng, trõ hai sè phøc z  a+bi (a,b   ), z + z'  (a + a' ) + (b + b') i, a  a ' z  z'   b  b ' z'  a'+b' i (a',b'  ) z  z'  (a - a') + (b - b' )i Sè ®èi cđa sè phøc z = a + bi lµ sè phøc ; - z = - a – bi Nh©n hai sè phøc z  a+bi (a,b   ), z'  a'+b' i (a',b'  ); zz'  aa ' bb ' (ab ' a 'b)i Môđun số phức, số phức liên hợp z = a +bi (a, b ) môđun z z = a +b2 z = a +bi (a, b ) số phức liên hợp z lµ z = a - bi Ta cã: zz' = z z' , zz  a  b2  z , z + z' = z + z', zz'=z z', z = z * z lµ sè thùc vµ chØ z = z Chia cho sè phøc kh¸c z NÕu z = a + bi (a, b ) khác không số phức nghịch đảo z z-1= z Thương z' cho z khác không là: z'  z' z' z' z' z'z  ,   Ta cã:  z'z-1  z z z zz z z BiĨu diƠn h×nh häc cđa sè phøc Sè phøc z = a + bi (a, b ) biểu diễn M(a; b) mặt phẳng toạ độ Oxy hay gọi mặt phẳng phức Trục Ox biểu diễn số thực gọi trục thực, trục Oy biểu diễn số ảo gọi trục ảo Số phức z = a + bi (a, b ) biểu diễn vectơ u (a; b) , M(a; b) điểm biểu diễn số phức z = a + bi (a, b   ) có nghĩa OM biểu diễn số phức   Ta cã:NÕu u , v theo thø tù biểu diễn số phức z, z' http://violet.vn/kinhhoa Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC      u  v biĨu diƠn sè phøc z + z', u  v biĨu diƠn sè phøc z – z-1, k u (k   ) biĨu diƠn sè phøc kz,   OM  u  z , víi M điểm biểu diễn z B Các dạng tập I Xác định tổng, hiệu, tích, thương số phức 1) Phương pháp giải p dụng quy tắc cộng, trừ, nhân, chia hai số phức, ý tính chất giao hoán, kết hợp phép toán cộng nhân 2) Các ví dụ Ví dụ 1: Tìm phân thực, phần ảo số phøc sau a) i + (2 - 4i) - (3 - 2i); b) (1  i )3  (2i )3 Bài giải a) Ta có: i + (2 - 4i) - (3 - 2i) = ((0 + 2) + (1 - 4)i) + (- + 2i) = (2 - 3) + (-3 + 2)i = -1 - i VËy số phức đà cho có phần thực - 1, phần ảo - b) Sử dụng quy tắc cộng, trừ, nhân hai số phức ta có (1  i)3  (1)3  3(1)2 i  3(1)i  i3   2i, (2i )3  (2)3 (i )3 8i Do nhận kết toán + 10i Ví dụ 2: Tính i 2 Bài giải 3  i  i 2 Ta cã : 2   i 2 1   i   i    2  2  VÝ dô 3: TÝnh  i  i  i3   i 2009 Bµi gi¶i Ta cã:  i 2010  (1  i)(1  i  i  i3   i 2009 ) Mµ  i 2010  Nªn ,   i  i  i3   i 2009   i 1 i 100 VÝ dô 4: TÝnh (1  i)  i  i  i3   i 2009  Bµi gi¶i NhËn thÊy (1  i)2  (1  i)(1  i )  2i Suy (1  i)100  ((1  i )2 )50  (2i )50  (2)50 (i )50  250 VÝ dô 5: Cho sè phøc z   H·y chøng minh r»ng:  i 2 z  z   0; z  z  ; z3 z Bài giải 3 i Nªn z  z   (  i )  (  Do z    http://violet.vn/kinhhoa 2 2 i)   ; Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC   i 1 2 L¹i cã     i Suy z  z  z 2 z i 2 Hơn ta có z3  VÝ dơ 6: T×m sè phøc z, z z Bài giải Đặt z = x + yi, z  z   ( x  yi)2  x  y   x  y  x  y  xyi    x    x     x  y  x  y    y  y    y (1  y )     2 xy    y    y    x  x    x (1  x )     x     x  0, y   y   x  0, y     y       x  0, y  1   x  (do x   0)    y  0, x    y  Vậy có ba số phức thoả mÃn điều kiện lµ z = 0; z = i; z = - i II Biểu diễn số phức mặt phẳng toạ độ 1) Phương pháp giải Để biểu diễn số phức cần dựa vàođịnh nghĩa tính chất sau: Nếu số phức z biểu diễn vectơ u , số phức z' biểu diễn vectơ u ' , th×      z + z' biểu diễn u u ' ; z - z' biểu diễn u u ' ; - z biểu diễn u 2) Các ví dụ Ví dụ 1: Giả sử M(z) điểm mặt phẳng toạ đô biểu diễn số phức z Tìm tập hợp điểm M(z) thỏa m·n ®iỊu kiƯn sau a) z   i  ; b)  z  i  z Bài giải a) Đặt z = x + yi suy z - + i = (x - 1) + (y + 1)i Nªn hƯ thøc z   i  trë thµnh ( x  1)  ( y  1)   ( x  1)  ( y 1) Vậy tập hợp điểm M(z) mặt phẳng toạ độ biểu diễn số phức z thỏa mÃn giả thiết đường tròn tâm I(1; - 1) b¸n kÝnh R = b) Gäi A (- ; 0), B(0 ; 1) Khi ®ã  z  i  z  z  (2)  z  i hay lµ M(z)A = M(z)B Vậy tập hợp điểm M(z) đường trung trực đoạn thẳng AB Nhận xét: Với phần b ta thức cách giải đà làm phần a Tuy nhiên để thể thực cách giải ta đà dựa váo nhận xét sau: Nếu véctơ u mặt phẳng phức biểu diễn số phức z độ dài vectơ u u z , từ điểm A, B theo thứ tự biểu diễn số phức z, z' AB z z ' http://violet.vn/kinhhoa Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC VÝ dụ 2: Trong số phức z thoả mÃn điều kiƯn z   3i  T×m số phức z có modul nhỏ Bài giải XÐt biÓu thøc z   3i  (1) Đặt z = x + yi Khi (1) trë thµnh ( x  2)  ( y  3)i   ( x  2)2  ( y  3)2  Do điểm M biểu diễn số phức z thoả mÃn (1) nằm đường tròn ( ) tâm I(2; -3) bán kính R = y H O x M -3 I Ta cã z đạt giá trị nhỏ điểm M nằm đường tròn ( ) gần O Do M giao điểm ( ) đường thẳng OI, với M giao điểm gần O h¬n Ta cã OI =   13 Kẻ MH Ox Theo định lí talet cã 13  MH OM  13MH  13   13   MH  13   78  13   OI 2 26 13 13 13  OH  OH  13   26  13 L¹i cã  13 13 13 26  13 78  13  i 13 26 VÝ dơ 3: Chøng minh r»ng víi mäi sè phøc z, w, ta cã z  w  z  w Đẳng thức xảy nào? Bài giải Gọi A, B, C điểm biểu diễn cđa c¸c sè phøc z, w, z + w Ta cã z  OA, w  OB, z  w  OC Tõ OC  OA + AC suy z  w  z  w H¬n OC = OA + AC O, A, C thẳng hàng A thuộc đoạn thẳng OC   Khi O  A (hay z  0) điều có nghĩa có số k để AC kOA tức w = kz (Còn z = 0, rõ ràng z w z w ) Vậy số phức cần tìm lµ : z  VËy z  w  z w z = z tồn k R ®Ĩ w = kz c bµi tËp Chøng minh r»ng víi mäi sè phøc z, w ta ®Ịu cã z  w  z  w DÊu b»ng xảy nào? Trong mặt phẳng phức, bốn ®iĨm ph©n biƯt A, B, C, D theo thø tù biểu diễn số phức z, w, u, v thoả m·n c¸c tÝnh chÊt: http://violet.vn/kinhhoa Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC a) z  w  u  v  ; b) z + w + u + v = Cho sè phøc z = m + (m - 3)i, m R a) Tìm m để biểu diễn số phức nằm đường phân giác thứ hai y = - x; b) Tìm m để biĨu diƠn cđa sè phøc n»m trªn hypebol y  ; x c) Tìm m để khoảng cách điểm biểu diễn số phức đến gốc toạ độ nhỏ Xác định tập hợp điểm mặt phẳng phức biểu diễn số phức thoả mÃn hệ thức z z i Xét điểm A, B, C mặt phẳng phức theo thứ tự biĨu diƠn c¸c sè phøc 4i  6i ; (1  i)(1  2i ); i 1 3i a) Chứng minh ABC tam giác vuông cân; b) Tìm số phức biểu diễn điểm D cho tứ giác ABCD hình vuông VN Căn bậc hai số phức phương trình bậc hai A Kiến thức cần nhớ I Định nghĩa bậc hai số phức Cho số phức w số phức z thoả mÃn z2 = w gọi bậc hai số phức w a) Nếu w số thực + w < có hai bậc hai: wi & wi + w có hai bậc hai: w &  w b) NÕu w lµ số phức ta thực bước: + Giả sử w= a + ib, đặt z = x + iy bậc hai w tức là: z w ta có x  y  a (1) hÖ:  (2) xy b 2 Bình phương vế (1) (2) cộng lại ta x  y  a  b2  x  y  a (1) Do vËy ta ®­ỵc hƯ:  2 2 (2')  x y a b Giải hệ tìm x y suy x y ®Ĩ t×m z Chó ý: Theo (2) ta cã nÕu b > th× x, y cïng dÊu NÕu b < x, y trái dấu II Công thức nghiệm phương trình bậc hai hệ số phức 2 Cho PT: ax  bx  c  0; (1) (a, b, c  , a  0) vµ cã   b  4ac + NÕu   pt cã hai nghiƯm lµ x1  b   b   ; x2  2a 2a Trong bậc hai + NÕu  = th× pt cã nghiƯm kÐp: x1  x2   b 2a B C¸c dạng tập I Giải phương trình bậc 1) Phương pháp giải http://violet.vn/kinhhoa Ngc Vinh CC CHUYấN LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC BiÕn đổi phương trình dạng Az + B = 0, A, B  , A  ViÕt nghiÖm z   B A 2) VÝ dô VÝ dô 1: Giải phương trình 2iz + - i = Bài giải (1 i ) 1 1 Nghiệm phương trình z   i 2i 2i 2 II TÝnh bậc hai giảiphương trình bậc hai 1) Phương pháp giải Sử dụng công thức tính bậc hai số phức để tính bậc hai Sử dụng công thức nghiệm phương trình bậc hai để tìm nghiệm phương trình với ý phải đưa dạng phương trình 2) Các ví dụ Ví dụ 1: Tìm bậc hai số phức sau: a )   12i c) 33  56i b)  6i d )   4i Bài giải a) Gọi z = x + iy bậc hai -5 + 12i tức lµ  x  iy   5  12i  x  y  2ixy  5  12i 2  x  y  5  x  2  x  y  5  x        2  x  y  13  y  3 2 xy  12  y  x   x  2 Do b = 12 > nªn x y dấu từ có y   y  3 VËy -5 + 12i có bậc hai z1 =2+3i z2 = -2-3i b) T­¬ng tù ta gäi z = x + iy bậc hai 8+ 6i tøc lµ  x  iy    6i  x  y  2ixy   6i  x  y   x   x2  y   x  3       2 xy  x  y  10 y     y  1    x   x  3 Do b= 6> nên x y dấu từ có hc  y 1  y  1 VËy + 6i có bậc hai 3+i -3-i c) Gäi z = x + iy lµ mét bậc hai 33 - 56i tức x  iy   33  56i  x  y  2ixy  33  56i  x  y  33  x  y  33  x  7  x  49       2  x  y  65  y  16  y  4 2 xy  56 x   x  7 Do b = -56 < nên x y trái dấu từ có y y Vậy bậc hai cđa 33 - 56i lµ 7- 4i vµ -7+i4 d) Gọi z = x + iy bậc hai cđa -3 +4i tøc lµ  x  iy   3  4i  x  y  2ixy  3  4i http://violet.vn/kinhhoa Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC 2  x  y  3  x  1  x  y  3  x        2  x  y   y  2 2 xy   y  x   x  1 Do b = > nªn x y dấu từ có  y   y  2 VËy bậc hai -3 + 4i + 2i -1-2i Ví dụ 2: Giải phương trình sau: a ) x    4i  x  5i   0; (1) b) x  1  i  x  i 0; (2) Bài giải a) Ta cã     4i    5i  1  3  4i Theo kÕt ví dụ 1d) có hai bậc hai 1+ 2i -1 - 2i Do pt (1) cã hai nghiƯm lµ:  4i   2i  4i   2i   3i; x2  1 i 2 b) T­¬ng tù ta cã   1  i    i    6i Theo kết ví dụ 1b) có hai bậc hai + i -3 - i Do pt (2) có hai nghiƯm lµ: 1  i   i 1  i   i x1   1; x2   2  i 2 x1  Chó ý: PT (2) cã thĨ dïng nhÈm nghiƯm nhê a + b + c = VÝ dô 3: Giải phương trình sau: a ) x  x   0; (1); b) x  x   0; (2); c ) x3 (3) Bài giải a) Ta có = 12- 4.3.2 =-23 0) z' r' III Công thức Moa-Vrơ ứng dụng Công thức Moa- Vr¬ n  r (cos   i sin  )  r n (cos n  i sin n ) cos   i sin  n  cos n  i sin n , n  N * Căn bậc n số phức Với z = r(cos  +isin  ), r > 0, có hai căm bậc hai z     r (cos  i sin ) ;  r (cos  i sin )  r (cos(   )  i sin(   )) 2 2 2 B dạng Bài tập I Viết số phức dạng lượng giác 1) Phương pháp Với số phức z = a + bi: a b ,sin   tõ ®ã suy acgumen cđa z r r Sư dơng c«ng thøc lượng giác số phức cho ta z = r (cos   i sin ) 2) C¸c vÝ dơ VÝ dơ 1: ViÕt c¸c sè phøc sau d­íi dạng lượng giác i a )(1 i 3)(1  i ); b ) ; c ) z sin i cos i Bài giải        a) Ta cã  i  cos( )  i sin( )  ; cßn  i  cos  i sin  Do ®ã 3  4       (1  i 3)(1  i )  2  cos( )  i sin( )  12 12 b) Từ phần ta có kết qu¶ 1 i   7   7    cos     i sin    1 i  12     12      c) Ta cã z  sin   i cos   cos(   )  i sin(   ) VËy z  cos(   )  i sin(   ) 2 2 VÝ dô 2: Tuú theo gãc  , h·y viÕt số phức sau dạng lượng giác (1 cos   i sin  )(1  cos   i sin ) Bài giải Xét số phức z = (1  cos   i sin  )(1  cos   i sin  ) , ta cã TÝnh r = a  b2 ; http://violet.vn/kinhhoa TÝnh cos  = 11 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC        i.2sin cos )(2cos  i.2sin cos ) 2 2 2        4sin cos (sin  i cos )(cos  i sin ) 2 2 2        2sin  (sin cos  sin cos  i (cos2  sin ))  2sin   sin   i cos   2 2 2 Hay z = 2sin  (sin  - icos  ) (*)     + NÕu sin   , th× tõ (*) cã z = 2sin  cos(  )  i.sin(  ) dạng số phức cần tìm 2  + NÕu sinh  < 0, th× tõ (*) ta cã :     z  2sin  (  sin   i cos  )  2sin  cos(  )  i.sin(  ) dang lượng giác cần tìm 2  + NÕu sinh  = 0, th× z = 0, nên dạng lượng giác xác định II Các tập tính toán tổng hợp dạng lượng giác số phức 1) Phương pháp giải Đưa số phức dạng lượng giác sử dụng công thức Moivre để tính toán đại lượng theo yêu cầu tập 2) Các ví dụ Ví dụ 1: Tìm phần thực phần ảo số phøc sau (1  i )10   1  a) ; b)  cos  i sin  i (1  3i )7 ; c) z 2009  2009 , nÕu z   z z 3 (  i)  Bµi gi¶i a) XÐt sè phøc 10     5 5 2(cos  i sin ) 25 (cos  i sin )   (1  i )10 4  2   9   (  i)    29 (cos  i sin ) 2(cos  i sin  2 6  1  (cos   i sin  )   16 Vậy phần thực , phần ảo 16 b) XÐt sè phøc  5          cos  i sin i (1  i )  cos(  )  i sin(  ) i 2(cos  i sin )    3 3   3    z  (2sin    7 7   27 cos( )  i sin( )  (cos  i sin )i  27  cos 2  i sin 2  i  27 i 3  3  VËy phÇn thùc cđa sè phøc b»ng 0, phần ảo 27 128 c) Từ  3i   z  cos  i sin  3 z    z2  z      z  3i    cos( )  i sin( ) z  3  http://violet.vn/kinhhoa 12 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC    i sin , ta cã 3   z 2009  2009  (cos  i sin )2009  ( )2009   z 3 cos  i sin 3   2009   2009  (cos  i sin )  (cos( )  i sin( )) 3 3 2009 2009 2009 2009 2 2  (cos  i sin )(cos  i sin )  2cos(669  )  2cos  3 3 3 VËy phÇn thùc cảu số phức 1, phần ảo Ví dơ 2: TÝnh tỉng sau S  (1  i ) 2008 (1 i ) 2008 Bài giải Ta cã Víi z  cos    i sin )  (1  i )2008  21004 (cos502  i sin 502 ) 4      i  2(cos  i sin )  2(cos( )  i sin( ))  (1  i )2008  21004 (cos(502 )  i sin(502 )) 4 4  i  2(cos Do ®ã S  21005 cos(502 )  21005 VÝ dụ 3: Chứng minh điểm biểu diễn bậc ba lập thành tam giác Bài giải Xét phương trình z , có nghiệm dạng z r (cos   i sin  ) Khi ®ã r  z   r (cos3  i sin 3 )    3 k 2, k Do phương trình có ba nghiệm ứng với ba giá trị cđa k lµ Víi k = ta cã z = cos0 + isin0 = 1; 2 2  i sin   i ; 3 2 4 4 Víi k = ta cã z = cos  i sin   i 3 2 Nªn cã ba bậc ba số phức xác định Trong mặt phẳng phức, gọi A, B, C điểm biểu diễn số phøc z , z , z Khi ®ã    2  2 OA  OB  OC  1;  AOB  ; BOC 3 Từ suy tam giác ABC tam giác C tập Bài 1: Viết số phức sau dạng lượng giác: i a - i b ( - i )(1  i ) c 1 i  5 d - itan e tan f 1-cos   i sin  (   R,   k 2 , k  Z ) i Bµi 2: Cho sè phøc: – 4i vµ 1+ i Víi k = ta cã z = cos http://violet.vn/kinhhoa 13 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC Tìm Modun Acgumen số phức đối liên hợp số phức viết chúng dạng lượng giác Bài 4: Tìm dạng lượng gi¸c cđa c¸c sè phøc sau: z ; , biÕt: z a z = r ( cos   i sin ) , r >0; b z = + i Bài 5: Tìm bậc 1? CMR tỉng cđa chóng b»ng 0? Bµi 6: Rót gọn hết dấu biểu thức sau  i 2 Bµi 7: Cho sè phøc z = a + bi Một hình vuông tâm gốc toạ độ 0, cạnh song song với trục toạ độ có độ dài Xác định a,b để tìm điểm biểu diễn số thực z a, Nằm hình vuông b, Nằm đường chéo củahình vuông Bài 8: Chứng minh a b 1 a z1 z  + z1  z2 = (1+ z1 c  i )(1+ z ) d b z1  z  z z ( z1  z )  z1 z2 Bµi 9: TÝnh a cos a + cos (a+b) + cos (a+2b) +…+ cos(a+nb) b sin a + sin (a+b) + sin (a+2b) +…+ sin (a+nb) ……………………………… http://violet.vn/kinhhoa 14 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC PHẦN LUYỆN TNG HP Bài a.Trong số z thoả mÃn : z   2i  h·y tìm số z có moidule nhỏ b.Trong số z tho¶ m·n : z  5i  h·y tìm số z có acgumen dương nhỏ c Cho | z  |  2009 Tìm số phc cú modun ln nht z Bài Giải phương trình sau : a z z n ( n  N ) b ( z  a ) n  z n ( n  N , a  R, a  0) Bµi Cho hai điểm M(z) I(z1) tương ứng với số phức z=x+yi , x, y R vµ sè phøc z1=a+bi a) Chøng minh hÖ thøc : (z-z1).( z  z ) =(x-a)2+(y-b)2 b) suy hÖ thøc : (z-z1).( z  z ) =R2 ( R> 0) Là phương trình đường tròn tâm I, bán kính R Bài x y Tìm tập hợp điểm M biểu diễn số phức z =x+yi tháa m·n ®iỊu kiƯn sau :  y  x   Bµi Hãy tính tổng S   z  z  z  z n 1 biết z  cos 2 i sin n n Bài Giải phương trình : z a z -z + +z+1 = ( Èn phô =z- ); z b (z2+3z+6)2+2z(z2+3z+6)-3z2 = Bài Tìm số thực a, b để có phân tích : f(z) =z4-4z3+7z2-16z+12 =(z2+4)(z2+az+b) Từ giải phương trình : f(z) = Bµi Với z số phức Chứng minh rằng: Bµi z Tính giới hạn: lim |1 |n với z  C n  n Bµi 10 Cho a, b, c ba số phức khác phân biệt với |a| = |b| = |c| Chứng minh phương trình: az2 + bz + c = 0, bz2 + cz + a = có nghiệm có modun thì: |a – b| = |b – c| = |c – a| http://violet.vn/kinhhoa 15 Ngọc Vinh ... http://violet.vn/kinhhoa 12 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC    i sin , ta cã 3   z 2009  2009  (cos  i sin )2009  ( )2009   z 3 cos  i sin 3   2009   2009  (cos  i sin... giác số phức http://violet.vn/kinhhoa 10 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC Cho sè phøc Z = a+bi, (a, b  R), víi r = a  b lµ modun cđa sè phøc z vµ  Acgumen số phức. .. cã z = cos http://violet.vn/kinhhoa 13 Ngọc Vinh CÁC CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC 2009 - PHẦN SỐ PHỨC T×m Modun Acgumen số phức đối liên hợp số phức viết chúng dạng lượng giác Bài 4: Tìm dạng lượng

Ngày đăng: 02/05/2021, 14:52

w