Số phức
Trần Só Tùng
CHƯƠNG IV
IV
CHƯƠNG
SỐ PHỨC
PHỨC
SỐ
I. SỐ
SỐ PHỨC
PHỨC
I.
1. Khái niệm số phức
Tập hợp số phức:
C
Số phức (dạng đại số) : z a bi
(a, b �R , a là phần thực, b là phần ảo, i là đơn vò ảo,
2
i = –1)
z là số thực
phần ảo của z bằng 0 (b = 0)
z là thuần ảo phần thực của z bằng 0 (a = 0)
Số 0 vừa là số thực vừa là số ảo.
�
a a'
a bi a�
bi
�� �
(a, b, a', b'�R)
Hai số phức bằng nhau:
b b'
�
2. Biểu diễn hình học: Số phức z = a + bi (a, b �R) được biểu
r
diễn bởi điểm M(a; b) hay bởi u (a; b) trong mp(Oxy) (mp phức)
3. Cộng và trừ số phức:
b b�
i
b b�
i
a bi a�
a bi a�
bi
� a a�
bi
� a a�
Số đối của z = a + bi là –z = –a – bi
r
r
r r
u biểu diễn z, u' biểu diễn z' thì u u'biểu diễn z + z’ và
r r
u u' biểu diễn z – z’.
4. Nhân hai số phức :
aa�
ab� ba�
i
a bi a' b'i �
�bb�
k(a bi ) ka kbi (k �R)
5. Số phức liên hợp của số phức z = a + bi là z a bi
�z � z
. ' z.z'; �1 � 1 ;
z z ; z �z' z �z'; zz
z.z a2 b2
z
z
�2 � 2
z là số thực z z ;
z là số ảo z z
6. Môđun của số phức : z = a + bi
uuuu
r
z a2 b2 zz OM
z �0, z�C ,
z 0� z 0
zz
. ' z . z'
z
z
z' z'
z z' �z�z' �z z'
7. Chia hai số phức:
1
z'
z'.z z'.z
1
z' z1
z 2 z (z 0)
2
z
z.z
z
z
8. Căn bậc hai của số phức:
Trang 102
z'
w � z' wz
z
Số phức
Trần Só Tùng
z x yi
là căn bậc hai của số phức
w a bi z2 w
�x2 y2 a
�
� 2xy b
w = 0 có đúng 1 căn bậc hai là z = 0
w �0 có đúng hai căn bậc hai đối nhau
Hai căn bậc hai của a > 0 là � a
Hai căn bậc hai của a < 0 là � a.i
9. Phương trình bậc hai Az2 + Bz + C = 0 (*) (A, B, C là các số
phức cho trước, A �0).
B2 4AC
�0 : (*) có hai nghiệm phân biệt z1,2
bậc hai của )
B �
, ( là 1 căn
2A
B
2A
Chú ý: Nếu z0 C là một nghiệm của (*) thì z0 cũng là
một nghiệm của (*).
10. Dạng lượng giác của số phức:
z r(cos i sin) (r > 0) là dạng lương giác của z = a + bi (z 0)
�
�
r a2 b2
�
a
�
��
cos
r
�
b
�
sin
�
r
là một acgumen của z, (Ox,OM )
0 : (*) có 1 nghiệm kép: z1 z2
z 1� z cos i sin ( �R)
11. Nhân, chia số phức dưới dạng lượng giác
Cho z r(cos i sin) , z' r '(cos ' i sin ') :
z.z' rr '. cos( ') i sin( ')
z r
cos( ') i sin( ')
z' r '
12. Công thức Moa–vrơ:
r (cos i sin) r n(cosn i sinn) ,
n
( n�N* )
cos i sin cosn i sinn
13. Căn bậc hai của số phức dưới dạng lượng giác:
i sin ) (r > 0) có hai căn bậc hai là:
Số phức z r(cos�
�
�
r�
cos i sin �
� 2
2�
� �
�
�
�
�
�
�
va� r �
cos i sin � r �
cos� � i sin� �
�
� 2
2�
�
�2
�
� �2
�
z
r
(cos�
i
sin
)
Mở rộng: Số phức
(r > 0) có n căn bậc n
là:
n
Trang 103
Trần Só Tùng
n
Số phức
� k2
k2
r�
cos
i sin
n
n
�
�
, k 0,1,..., n 1
�
�
VẤN ĐỀ 1: Thực hiện các phép toán cộng – trừ – nhân –
chia
Áp dụng các quy tắc cộng, trừ, nhân, chia hai số phức, căn
bậc hai của số phức.
Chú ý các tính chất giao hoán, kết hợp đối với các phép
toán cộng và nhân.
Tìm phần thực và phần ảo của các số phức sau:
�1
�
�2 5 �
i (2 3i ) �(5 i )
a) (4�)
b) 2 i � 2i �
c) 2 3i � i �
�3
�
�3 4 �
Bài 1.
� 1 ��3
�1
3 i � �
2i � i
d) �
� 3 ��2
�2
3 i
2 i
g)
1 i
i
m
k)
i m
o)
1 i
2 i
�3 1 � � 5 3 �
i�
e) � i � �
�4 5 � � 4 5 �
3
h)
1 2i
l)
p)
a i a
a i a
a i b
i a
Bài 2.
Thực hiện các phép toán sau:
2
a) (1 i) (1�)
b) (2 i )3 (3 i )3
i2
3
�1
�
d) � 3i �
�2
�
e)
(1 2i ) 2 (1 i ) 2
(3 2i ) 2 (2 i ) 2
f) (2 3i)(3 i )
i)
1 i
1 i
m)
q)
3i
(1 2i )(1 i )
2 3i
4 5i
c) (3 4i)2
f) (2 i)6
g) (1 i)3 (2i)3
h) (1 i )100
i) (3 3i )5
Bài 3.
Cho số phức z x yi . Tìm phần thực và phần ảo của
các số phức sau:
zi
a) z2 2z 4i
b)
iz 1
Bài 4.
Phân tích thành nhân tử, với a, b, c R:
a) a2 1
b) 2a2 3
c) 4a4 9b2
d) 3a2 5b2
e) a4 16
f) a3 27
g) a3 8
h)
a4 a2 1
Bài 5.
Tìm căn bậc hai của số phức:
a) 1 4 3i
b) 4 6 5i
c) 1 2 6i
4 5
e) i
f) 7 24i
g) 40 42i
3 2
1
2
i)
k) 5 12i
l) 8 6i
i
4 2
Trang 104
d) 5 12i
h) 11 4 3.i
m) 33 56i
Số phức
Trần Só Tùng
VẤN ĐỀ 2: Giải phương trình trên tập số phức
Giả sử z = x + yi. Giải các phương trình ẩn z là tìm x, y thoả
mãn phương trình.
Giải các phương trình sau (ẩn z):
2
a) z z 0
b) z 2 z 0
Bài 1.
2
c) z 2 z 2 4i
e) z 2 z 1 8i
d) z 2 z 0
f) (4 5i )z 2 i
4
z i
g)
1
z i
i) 2 z 3z 1 12i
h)
2i
1 3i
z
1 i
2i
k) (3 2i)2(z i ) 3i
� 1 �
1
3 i � 3 i
m) z�
2
� 2 �
� 1�
iz � 0
l) (2 i)z 3 i �
� 2i �
3 5i
2 4i
o)
z
p) (z 3i )(z2 2z 5) 0
q) (z2 9)(z2 z 1) 0
r) 2z3 3z2 5z 3i 3 0
Bài 2.
Giải các phương trình sau (ẩn x):
2
a) x 3.x 1 0
b) 3 2 .x 2 2 3.x 2 0
c) x2 (3 i )x 4 3i 0
e) 3x 2 x 2 0
g) 3x 3 24 0
i) ( x 2)5 1 0
d) 3i.x2 2x 4 i 0
f) i.x 2 2i.x 4 0
h) 2 x 4 16 0
k) x2 7 0
l) x2 2(1 i )x 4 2i 0
m) x2 2(2 i )x 18 4i 0
o) ix2 4x 4 i 0
p) x2 (2 3i )x 0
Bài 3.
Tìm hai số biết tổng và tích của chúng lần lượt là:
1 3i
4 4i
a) 2 3i va�
b) 2i va�
Bài 4.
Tìm phương trình bậc hai với hệ số thực nhận làm
nghiệm:
a) 3 4i
b) 7 i 3
c) 2 5i
d) 2 i 3
e) 3 i 2
f) i
5 i
2 i
Bài 5.
Tìm tham số m để mỗi phương trình sau đây có hai
nghiệm z1, z2 thoả mãn điều kiện đã chỉ ra:
g) (2 i)(3 i)
h) i 51 2i 80 3i 45 4i 38 i)
a) z2 mz m 1 0, �
k : z12 z22 z1z2 1
b) z2 3mz 5i 0, �
k : z13 z23 18
c) x2 mx 3i 0, �
k : z12 z22 8
Bài 6.
Cho
z1, z2 là
hai
nghiệm
của
phương
trình
1 i 2 z2 (3 2i)z 1 i 0 . Tính giá trò của các biểu thức sau:
a) A z12 z22
Bài 7.
b) B z12z2 z1z22
Giải các hệ phương trình sau:
Trang 105
c) C
z1 z2
z2 z1
Trần Só Tùng
Số phức
z1 z 2 4 i
a) 2
2
z1 z 2 5 2i
z1 .z 2 5 5.i
b) 2
2
z1 z 2 5 2.i
�z1 z2 z3 1
�
d) �z1 z2 z3 1
�z . z . z 1
�1 2 3
�z 12 5
�z 8i 3
�
e) �
�z 4 1
�
�z 8
�z 2i z
�
�z12 z22 5 2i
�
g) �
h) �
�z1 z2 4 i
�z i z 1
Bài 8.
Giải các hệ phương trình sau:
�x y 5 i
�x 2y 1 2i
a) �
b) � 2 2
�x y 3 i
�x y 8 8i
�1 1 1 1
� i
d) �x y 2 2
�x2 y2 1 2i
�
�x2 y2 6
�
e) �1 1 2
�x y 5
�
�x y 5 i
g) � 2 2
�x y 1 2i
�x y 1
h) � 3 3
�x y 2 3i
3
5
�
�z1 z2 0
c) �2
4
�z1 .( z2 ) 1
�z 1
�z i 1
�
f) �
�z 3i 1
�
�z i
�
�z12 z22 4z1z2 0
i) �
�z1 z2 2i
�x y 4
c) �
�xy 7 4i
�x y 3 2i
�
f) �1 1 17 1
i
�
�x y 26 26
VẤN ĐỀ 3: Tập hợp điểm
Giả sử số phức z = x + yi được biểu diển điểm M(x; y). Tìm
tập hợp các điểm M là tìm hệ thức giữa x và y.
Xác đònh tập hợp các điểm M trong mặt phẳng phức
biểu diễn các số z thỏa mãn mỗi điều kiện sau:
a) z z 3 4
b) z z 1 i 2
c) z z 2i 2 z i
Bài 1.
d) 2i.z 1 2 z 3
e) 2i 2 z 2 z 1
g) z i z 2 3i
h)
z 3i
1
z i
f) z 3 1
i) z 1 i 2
k) 2 z i z
l) z 1 1
m) 1 z i 2
Bài 2.
Xác đònh tập hợp các điểm M trong mặt phẳng phức
biểu diễn các số z thỏa mãn mỗi điều kiện sau:
a) z 2i là số thực
b) z 2 i là số thuần ảo c) z.z 9
VẤN ĐỀ 4: Dạng lượng giác của số phức
Sử dụng các phép toán số phức ở dạng lượng giác.
Tìm một acgumen của mỗi số phức sau:
a) 2 2 3.i
b) 4 – 4i
c) 1 3.i
d) cos i. sin
e) sin i. cos
f) (1 i. 3 )(1 i )
4
4
8
8
Bài 2.
Thực hiện các phép tính sau:
Bài 1.
Trang 106
Số phức
Trần Só Tùng
a) 3 cos20o i sin20o cos25o i sin25o
c) 3 cos120o i sin120o cos 45o i sin 45o
2 cos18o i sin18o cos 72o i sin 72o
e)
2 (cos 45 0 i. sin 45 0 )
g)
3 (cos15 0 i. sin 15 0 )
�
� �
�
cos i.sin �
.3�
cos i.sin �
b) 5�
� 6
6� � 4
4�
��
�
�
cos i sin �
3�
cos i sin �
d) 5 �
6 �� 4
4�
� 6
o
o
cos85 i sin85
f)
cos 40o i sin 40o
2(cos 45o i sin 45o)
h)
3(cos15o i sin15o)
2 �
2
2
� 2
2�
cos
i sin
i. sin )
�
3 �
� 3
3
3
i)
k)
�
�
2(cos i. sin )
2�
cos i sin �
2�
� 2
2
2
Bài 3.
Viết dưới dạng lượng giác các số phức sau:
a) 1 i 3
b) 1 i
c) (1 i 3 )(1 i )
2 (cos
d)
2.i.( 3 i )
1 i 3
1 i
2 i 2
e)
f)
i) 1 i 3
1
2 2i
l) 3 0i
3 i
k)
g) sin i. cos
h)
m) tan
5
i
8
Viết dưới dạng đại số các số phức sau:
�
�
cos i sin �
a) cos 45o i sin 45o
b) 2 �
c) 3 cos120o i sin120o
6�
� 6
3 i
1
d) (2 i)6
e)
f)
(1 i )(1 2i)
i
Bài 4.
1 i
g)
2i 1
k)
1 � 3
3 �
cos i sin �
�
4�
2� 4
Bài 5.
40
�
1 i 3 �
h) 1 i 3
i) (2 2i)7.�
�
� 1 i �
100
1
1 i � �
�m)
l) �
17
cos
i
sin
�
� � �
1 i � � 4
4 � 3 i
�
60
Tính:
a) cos12o i sin12o
5
7
0
0
d) �
� 2 cos30 i sin30 �
�
21
b) 1 i 16
c) ( 3 i ) 6
e) (cos15o i sin15o )5
f) (1 i )2008 (1 i)2008
12
2008
5 3i 3
1
3
i 1
i
g)
h)
i)
2
2
i
1 2i 3
1
1
2008
, bie�
t z 1
k) (cos i sin )i 5.(1 3i ) 7 l) z
z
3
3
z2008
Bài 6.
Chứng minh:
a) sin5t 16sin5 t 20sin3 t 5sint b) cos5t 16cos5 t 20cos3 t 5cost
c) sin3t 3cos2 t sin3 t
d) cos3t 4cos3 t 3cost
Trang 107
Trần Só Tùng
Số phức
II. ÔN
ÔN TẬP
TẬP SỐ
SỐ PHỨC
PHỨC
II.
Bài 1.
Thực hiện các phép tính sau:
6
16
6
�
� �
1 i 7 �
b) �1 i 3 � �
�
� 2 � � 2 �
a) (2 i )(3 2i )(5 4i)
8
1 i � �
1 i �
c) �
� � � �
1 i � �
1 i �
�
e) (2 4i )(5 2i ) (3 4i )(6 i )
d)
3 7i 5 8i
2 3i 2 3i
f) 1 i i 2 i3 ... i 2009
h) 1 i i 2 ... i n, (n �1)
g) i 2000 i1999 i 201 i 82 i 47
k) i 5(i )7 (i )13 i 100 (i )94
Cho các số phức z1 1 2i, z2 2 3i, z3 1 i . Tính:
i) i.i 2.i 3...i 2000
Bài 2.
a) z1 z2 z3
d)
b) z1z2 z2z3 z3z1
z z z
e) 1 2 3
z2 z3 z1
z12 z22 z32
Bài 3.
Rút gọn các biểu thức sau:
c) z1z2z3
f)
z12 z22
z22 z32
a) A z4 iz3 (1 2i )z2 3z 1 3i, v�
�
i z 2 3i
1
3 i
2
Bài 4.
Tìm các số thực x, y sao cho:
x 3 y 3
a) (1 2i )x (1 2y)i 1 i
b)
i
3 i 3 i
1
c) (4 3i)x2 (3 2i)xy 4y2 x2 (3xy 2y2)i
2
Bài 5.
Tìm các căn bậc hai của các số phức sau:
a) 8 6i
b) 3 4i
c) 1 i
d) 7 24i
b) B (z z2 2z3)(2 z z2), v�
�
i z
2
2
�
1 i 3 �
1
2
f) �
g)
h) i, –i
i
�
� 3 i �
2
2
�
�
1
1
3 i
1
1
i
i)
k)
l) 2 1 i 3
m)
1 i 1 i
2
2
1 i 3
Bài 6.
Tìm các căn bậc ba của các số phức sau:
a) i
b) –27
c) 2 2i
d) 18 6i
Bài 7.
Tìm các căn bậc bốn của các số phức sau:
a) 2 i 12
b) 3 i
c) 2i
d) 7 24i
Bài 8.
Giải các phương trình sau:
3
a) z 125 0
b) z4 16 0
c) z3 64i 0
d)
�
1 i �
e) � �
1 i �
�
z3 27i 0
Trang 108
Số phức
Trần Só Tùng
e) z7 2iz4 iz3 2 0 f) z6 iz3 i 1 0 g) z10 (2 i )z5 2i 0
Bài 9.
Gọi u1; u2 là hai căn bậc hai của z1 3 4i và v1; v2 là hai
căn bậc hai của z2 3 4i . Tính u1 u2 v1 v2 ?
Bài 10.
Giải các phương trình sau trên tập số phức:
2
a) z 5 0
b) z2 2z 2 0
c) z2 4z 10 0
d) z2 5z 9 0
e) 2z2 3z 1 0
f) 3z2 2z 3 0
g) (z z)(z z) 0
h) z2 z 2 0
i) z2 z 2
k)
l) z 2i 2 +2 z 2i 3 0 m) z3 z
2z 3z 2 3i
n) 4z2 8 z 2 8
o) iz2 (1 2i )z 1 0
p)
(1 i )z2 2 11i 0
Bài 11.
Giải các phương trình sau trên tập số phức:
2
�4z i � 4z i
a) �
6 0
� 5
z i
�z i �
b) z 5i z 3 z2 z 3 0
c) z2 2z 6 z2 2z 16 0
e) z i z2 �
2z 2 0
g) z2 (5 14i )z 2(12 5i ) 0
d) z3 1 i z2 3 i z 3i 0
f) z2 2iz 2i 1 0
h) z2 80z 4099 100i 0
i) (z 3 i )2 6(z 3 i ) 13 0
k) z2 (cos i sin)z i cos sin 0
Bài 12.
Giải các phương trình sau trên tập số phức:
a) x2 (3 4i )x 5i 1 0
b) x2 (1 i )x 2 i 0
c) 3x2 x 2 0
d) x2 x 1 0
e) x3 1 0
Bài 13.
Giải các phương trình sau biết chúng có một nghiệm
thuần ảo:
a) z3 iz2 2iz 2 0
b) z3 (i 3)z2 (4 4i)z 4 4i 0
Tìm m để phương trình sau: z i z2 2mz m2 2m 0
a) Chỉ có đúng 1 nghiệm phức
b) Chỉ có đúng 1
nghiệm thực
c) Có ba nghiệm phức
Bài 15.
Tìm m để phương trình sau: z3 (3 i )z2 3z (m i ) 0 có ít
nhất một nghiệm thực
Bài 16.
Tìm tất cả các số phức z sao cho (z 2)(z i ) là số
thực.
Bài 17.
Giải các phương trình trùng phương:
4
a) z 8(1 i )z2 63 16i 0
b) z4 24(1 i )z2 308 144i 0
Bài 14.
c) z4 6(1 i )z2 5 6i 0
z1, z2
Bài 18.
Cho
là
hai
nghiệm
của
phương
z2 1 i 2 z 2 3i 0 . Tính giá trò của các biểu thức sau:
a) z12 z22
b) z12z2 z1z22
�1 2 �
�1 2 �
z
�
d) z1 �
e) z2 z13 z1z23
�
�
2
�z
�
�
�
�2 z1 �
�z1 z2 �
Trang 109
c) z13 z23
f)
z1 z2
z2 z1
trình:
Trần Só Tùng
Số phức
Cho z1, z2 là hai nghiệm của phương trình: x2 x 1 0. Tính
giá trò của các biểu thức sau:
Bài 19.
a) x12000 x22000
b) x11999 x1999
2
c) x1n x2n, n�N
Tìm tập hợp các điểm trong mặt phẳng phức biểu
diễn các số phức thoả mãn hệ thức sau:
z
1
3
a)
b) z2 z2 1
c) z
z i
z
Bài 20.
Hãy
Bài 21.
tính
S 1 z z2 z3 ...zn1
tổng
biết
rằng
2
2
i sin .
n
n
Bài 22.
Viết dưới dạng lượng giác các số phức sau:
2 i
a) i 4 i 3 i 2 i 1
b) (1 i )(2 i )
c)
1 i
�
�
cos i sin �
d) 1 sin i cos , 0
e) 3�
f) cot i,
� 6
6�
2
2
g) sin i(1 cos ), 0
2
Bài 23.
Tìm môđun và một acgumen của các số phức sau:
z cos
a)
2
3 2i
8
6
(1 i)
(1 i )6
2
3 2i
8
b)
(1 i )4
3 i
10
1
2
3 2i
4
c) 1 i 3 1 i 3
n
n
d) sin i cos
8
8
e) cos i sin
f) 2 2 3i
4
4
1 cos i sin
g) 1 sin i cos , 0
h)
i) 4 3i
, 0
2
1 cos i sin
2
Bài 24.
Tìm môđun và một acgumen của các số phức sau:
a)
2
Bài 25.
3 2i
8
(1 i )6
b)
(1 i )4
1
c) 1 i 3 1 i 3
n
3 i 2 3 2i
3 2i
Chứng minh các biểu thức sau có giá trò thực:
6
(1 i)
2
a) 2 i 5 2 i 5
7
8
n
6
�
� �
�
c) �1 i 3 � �1 i 3 �
� 2
� � 2 �
6
4
n
n
19 7i � �20 5i �
b) �
�
� �
�
� 9 i � �7 6i �
7
6
10
5
5
�
� �
�
d) �1 i 3 � �1 i 3 �
� 2 � � 2 �
6
�
� �
�
e) �i 3 � �i 3 �
� 2 � � 2 �
Bài 26.
Trong các số phức z thoả mãn điều kiện z 2 3i
3
.
2
Tìm số phức z có môđun nhỏ nhất.
Xét các điểm A, B, C trong mặt phẳng phức theo thứ
tự biểu diễn các số phức sau:
Bài 27.
4i
2 6i
; (1 i)(1 2i);
i 1
3 i
a) Chứng minh ABC là tam giác vuông cân.
Trang 110
Số phức
Trần Só Tùng
b) Tìm số phức biểu diễn bởi điểm D sao cho tứ giác ABCD là
hình vuông.
Bài 28.
Giải các phương trình sau, biết chúng có một nghiệm
thuần ảo:
a) z3 (2 2i )z2 (5 4i)z 10i 0 b) z3 (1 i )z2 (i 1)z i 0
c) z3 (4 5i )z2 (8 20i )z 40i 0
Cho đa thức P (z) z3 (3i 6)z2 (10 18i)z 30i .
a) Tính P (3i)
b) Giải phương trình P (z) 0 .
Bài 29.
2
Bài 30.
Giải phương trình
� z 1�
z �
2
�, biết z 3 4i
z
7
�
�
nghiệm của phương trình.
Bài 31.
Giải các phương trình sau:
4
a) z 2z3 z2 2z 1 0
b) z4 2z3 z2 2z 1 0
d) z4 4z3 6z2 4z 15 0
c) z4 1 2 z3 2 2 z2 1 2 z 1 0
e) z6 z5 13z4 14z3 13z2 z 1 0
Bài 32.
Giải các phương trình sau:
3
� �
b) �z i � 8
�z i �
a) (z2 3z 6)2 2z(z2 3z 6) 3z2 0
3
Bài 34.
2
� � � � � �
d) �z i � �z i � �z i � 1 0
�z i � �z i � �z i �
2z i
�1.
Chứng minh rằng: nếu z �1 thì
2 iz
Cho các số phức z1, z2, z3 . Chứng minh:
c) (z2 z 1)4 6z2(z2 z 1)2 5z4 0
Bài 33.
là một
2
2
2
2
2
2
a) z1 z2 z2 z3 z3 z1 z1 z2 z3 z1 z2 z3
2
2
1 z
1 z 1 z
b) 1 z1z2 z1 z2 1 z1
2
c) 1 z1z2 z1 z2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
d) Nếu z1 z1 c thì z1 z2 z1 z2 4c2 .
Chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp và các em học
sinh đã đọc tập tài liệu này.
Trang 111
Traàn Só Tuøng
Soá phöùc
Trang 112