Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 1: Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của
2
biểu thức P = z + 1 + z − z + 1 . Tính giá trị của M.n
13 3
4
Cách 1:
A.
B.
39
4
C. 3 3
D.
13
4
Re(z) là phần thực của số phức z, Im(z) là phần ảo của số phức z, z = 1 ⇔ z.z = 1
Đặt t = z + 1 , ta có: 0 = z − 1 ≤ z + 1 ≤ z + 1 = 2 ⇒ t ∈ [ 0; 2]
(
)
t 2 = ( 1 + z ) 1 + z = 1 + z.z + z + z = 2 + 2 Re( z ) ⇒ Re( z ) =
t2 − 2
2
z 2 − z + 1 = z 2 − z + z. z = z z − 1 + z = t 2 − 3
2
Xét hàm số: f (t ) = t + t − 3 , t ∈ [ 0; 2] . Xét 2 TH:
⇒ Maxf (t ) =
13
; Minf (t ) = 3 ⇒ M .n = 13 3
4
4
Cách 2:
z = r (cos x + i s inx) = a + bi
z.z = z 2 = 1
Do z = 1 ⇒
r = a 2 + b 2 = 1
P = 2 + 2 cos x + 2 cos x − 1 , dặt t = cos x ∈ [ −1;1] ⇒ f (t ) = 2 + 2t + 2t − 1
1
TH1: t ∈ −1;
2
max f (t ) = f (1) = 3
1
f '(t ) =
+2>0⇒
1
2 + 2t
min f (t ) = f 2 ÷ = 3
1
TH2: t ∈ ;1
2
1
7
7 13
f '(t ) =
− 2 = 0 ⇔ t = − ⇒ max f (t ) = f − ÷ =
8
2 + 2t
8 4
13
13 3
⇒ Maxf (t ) = ;
Minf (t ) = 3 ⇒ M .n =
4
4
Bài 2: Cho số phức z thoả mãn z − 3 − 4i = 5 . Gọi M và m là giá trị lớn nhất và giá trị nhỉ nhất của
2
2
biểu thức P = z + 2 − z − i . Tính module số phức w = M + mi.
A. w = 2 314
Cách 1:
B. w = 1258
P = 4x + 2 y + 3 ⇒ y =
C. w = 3 137
D. w = 2 309
P − 4x − 3
2
2
P − 4x − 3
2
2
2
z − 3 − 4i = 5 ⇔ ( x − 3 ) + ( y − 4 ) = 5 ⇔ ( x − 3 ) +
− 4 ÷ − 5 = f ( x)
2
f '( x) = 8( x − 3) − 8( P − 4 x − 11) = 0 ⇔ x = 0, 2 P − 1, 6 ⇒ y = 0,1P + 1, 7
1
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
P = 33
2
2
Thay vào f ( x) ta được: ( 0, 2 P − 1, 6 − 3) + (0,1P + 1,7 − 4) − 5 = 0 ⇔
P = 13
Cách 2:
z − 3 − 4i = 5 ⇔ ( x − 3) + ( y − 4 ) = 5 : (C )
2
2
( ∆ ) : 4x + 2 y + 3 − P = 0
Tìm P sao cho dường thẳng ∆ và đường tròn (C) có điểm chung
⇔ d ( I ; ∆ ) ≤ R ⇔ 23 − P ≤ 10 ⇔ 13 ≤ P ≤ 33
Vậy MaxP = 33; MinP = 13
w = 33 + 13i ⇒ w = 1258
Bài 3: Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P = z + 1 + 2 z − 1
A. Pmax = 2 5
B. Pmax = 2 10
Giải: Theo BĐT Bunhiacopxki:
(
C. Pmax = 3 5
2
P = z + 1 + 2 z − 1 ≤ (12 + 2 2 ) z + 1 + z − 1
2
D. Pmax = 3 2
) = 10 ( z + 1) = 2
2
5
Bài 4: Cho số phức z = x + yi ( x, y ∈ R) thoả mãn z − 2 − 4i = z − 2i và m = min z . Tính module số
phức w = m − ( x + y )i.
A. w = 2 3
B. w = 3 2
C. w = 5
D. w = 2 6
Cách 1:
z − 2 − 4i = z − 2i ⇔ x + y = 4
( x + y)
2
42
=2 2
2
2
x + y = 4
x = 2
⇔
⇒ w = 2 2 − 4i ⇒ w = 2 6
min z = 2 2 , Dấu “=” xảy ra khi
y = 2
x = y
( x + y )2
Chú ý: Với mọi x, y là số thực ta có: x 2 + y 2 ≥
2
Dấu “=” xảy ra khi x = y
Cách 2:
z − 2 − 4i = z − 2i ⇔ y = 4 − x
z = x2 + y 2 ≥
=
z = x 2 + y 2 = x 2 + (4 − x )2 = 2( x − 2) 2 + 8 ≥ 2 2
x + y = 4
x = 2
⇔
⇒ w = 2 2 − 4i ⇒ w = 2 6
min z = 2 2 . Dấu “=” xảy ra khi
x
=
2
y
=
2
Bài 5: Cho số phức z = x + yi ( x, y ∈ R) thoả mãn z + i + 1 = z − 2i . Tìm môđun nhỏ nhất của z.
A. min z = 2
B. min z = 1
C. min z = 0
D. min z =
1
2
Cách 1:
z + i + 1 = z − 2i ⇔ x − y = 1
x2 + y2 ≥
( x − y)2 1
=
2
2
2
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
z = x2 + y2 ≥
1
1
=
2
2
Chú ý: Với mọi x, y là số thực ta có: x 2 + y 2 ≥
( x − y )2
2
Cách 2:
z + i + 1 = z − 2i ⇔ y = x − 1
2
1
1
1
1
z = x + y = x + ( x − 1) = 2 x − ÷ + ≥
=
2 2
2
2
1
Vậy min z =
2
Bài 6 : Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Gọi M và m là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của biểu thức
2
2
2
2
P = z 3 + 3 z + z − z + z . Tính M + m
A.
7
4
B.
13
4
C.
3
4
D.
15
4
Sáng tác: Phạm Minh Tuấn
Cách 1:
2
Ta có: z = 1 ⇔ z.z = 1
Đặt t = z + z ∈ [ 0; 2] ⇒ t 2 = ( z + z )( z + z ) = z 2 + 2 z.z + z = 2 + z 2 + z
2
2
2
z 3 + 3z + z = z z 2 + 3 + z = t 2 + 1 = t 2 + 1
2
1
3 3
P = t 2 − t + 1 ≥ t − ÷ + ≥
2 4 4
3
Vậy min P = ; max P = 3 khi t = 2
4
15
M +n=
4
Cách 2: Cách này của bạn Trịnh Văn Thoại
P = z + 3z + z − z + z =
3
z 3 + 3z + z
z
(
2
− z + z = z2 + 3 + z − z + z = z + z
)
2
+1 − z + z
3
. Đến đây các bạn tự tìm max nhé
4
Bài 7: Cho các số phức a, b, c, z thoả az 2 + bz + c = 0(a ≠ 0) . Gọi z1 và z2 lần lượt là hai nghiệm của
2
P = z + z + 1− z + z ≥
phương trình bậc hai đã cho. Tính giá trị của biểu thức P = z1 + z2 + z1 − z2 − 2 ( z1 − z2
2
A. P = 2
B. P =
c
a
2
)
2
c
a
1 c
D. P = .
2 a
C. P = 4
c
a
Giải:
(
)
(
)
Ta có: z1 + z2 + z1 − z2 = ( z1 + z2 ) z1 + z2 + ( z1 − z2 ) z1 − z 2 = 2 z1 + 2 z 2
2
2
2
2
3
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Khi đó: P = 4 z1 z2
c
c
⇒ P = 4 z1 z 2 = 4
a
a
Bài 8: Cho 3 số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 + z2 + z3 = 0 và z1 = z2 = z3 = 1 . Mệnh đề nào dưới đây
Ta lại có: z1 z2 =
đúng?
2
2
2
A. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 là số thuần ảo
2
2
2
2
2
2
2
2
2
B. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 là số nguyên tố
C. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 là số thực âm
D. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 là số 1
Chứng minh công thức:
2
2
2
2
2
2
z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 = z1 + z2 + z3 + z1 + z2 + z3
2
2
Ta có: z = z.z và z1 + z2 + ... + z n = z1 + z2 + ... + zn . Áp dụng tính chất này ta có vế trái :
(
)
(
)
(
= ( z1 + z2 ) z1 + z2 + ( z2 + z3 ) z2 + z3 + ( z3 + z1 ) z3 + z1
)
= z1 z1 + z2 z2 + z3 z3 + z1 z1 + z2 z2 + z3 z3 + z1 z2 + z2 z1 + z2 z3 + z3 z2 + z3 z1 + z1 z3
2
2
2
(
)
(
)
(
= z1 + z2 + z3 + z1 z1 + z2 + z3 + z2 z1 + z2 + z3 + z3 z1 + z2 + z3
(
= z1 + z2 + z3 + ( z1 + z2 + z3 ) z1 + z2 + z3
2
2
2
2
2
2
= z1 + z2 + z3 + z1 + z2 + z3
)
)
2
2
2
2
Áp dụng công thức đã chứng minh suy ra: z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 = 3 là số nguyên tố
z z
Bài 9: Có bao nhiêu số phức z thoả mãn hai điều kiện z = 1 và + = 1 ?
z z
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
Giải:
2
Ta có: z = 1 = z.z
2
Đặt z = cos x + i sin x, x ∈ [ 0; 2π ] ⇒ z = cos 2 x + i sin 2 x
1
2
cos 2 x =
2
z
z +z
2
= 1 ⇔ 2 cos 2 x = 1 ⇔
=1 ⇔
z
z.z
cos 2 x = − 1
2
Giải 2 phương trình lượng giác trên với x ∈ [ 0; 2π ] nên ta chọn được các giá trị
z
+
z
π 5π 7π 11π π 2π 4π 5π
x= ; ;
;
; ;
;
;
6 6 6 6 3 3 3 3
Vậy có 8 số phức thoả 2 điều kiện đề cho
Bài 10: Cho các số phức z1, z2, z3 thoả mãn đồng thời hai điều kiện z1 = z2 = z3 = 1999 và
z1 + z2 + z3 ≠ 0 . Tính P =
z1 z2 + z2 z3 + z3 z1
.
z1 + z2 + z3
4
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
C. P = 999,5
D. P = 5997
A. P = 1999
B. P = 19992
Giải
z z + z z + z z z .z + z .z + z . z
P 2 = 1 2 2 3 3 1 ÷ 1 2 2 3 3 1 ÷
z1 + z2 + z3
z1 + z2 + z3
19992
z
=
1
z1
19992
2
Mặc khác: z1 = z2 = z3 = 1999 ⇔ z1 z1 = z2 z2 = z3 z3 = 1999 ⇒ z2 =
z2
19992
z3 =
z3
19992 19992 19992 1999 2 1999 2 1999 2
.
+
.
+
.
z1 z2 + z2 z3 + z3 z1 z1
z2
z2
z3
z3
z1
2
Suy ra P =
÷
2
2
2
1999 1999 1999
z1 + z2 + z3
+
+
z1
z2
z3
P = 1999
Tổng quát: z1 = z2 = z3 = k ⇒ z1 z2 + z2 z3 + z3 z1 = k z1 + z 2 + z3
Bài 11: Cho số phức z thoả mãn
÷
÷ = 19992
÷
÷
3 − 3 2i
z − 1 − 2i = 3 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và
1 + 2 2i
giá trị nhỏ nhất của biểu thức P = z = 3 = 3i . Tính M.m
A. M .n = 25
B. M .n = 20
C. M .n = 24
D. M .n = 30
Dạng tổng quát: Cho số phức z thoả mãn z1 z − z2 = r . Tính Min, Max của z − z3 . Ta có
Max =
z2
r
r
z
− z3 +
; Min =
− 2 − z3
z1
z1
z1
z1
Áp dụng Công thức trên với z1 =
3 − 3 2i
; z2 = 1 + 2i, z3 = 3 + 3i; r = 3 ta được
1 + 2 2i
Max = 6; Min = 4
Bài tập áp dụng:
1) Cho số phức z thoả mãn z − 2 + 2i = 1 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
nhất của z . Tính M .m
A. M .n = 7
B. M .n = 5
C. M .n = 2
D. M .n = 4
1 + 2i
z − 2 = 1 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
2) Cho số phức z thoả mãn
1− i
nhất của z + i . Tính M .m
1
1
A. M .n =
B. M .n =
5
3
C. M .n =
1
10
D. M .n =
1
4
5
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
3) Cho số phức z thoả mãn
z
− i 4 n +1 = i 4 n với n ∈ ¥ . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và
i+2
giá trị nhỏ nhất của z − 3 + i . Tính M .m
A. M .n = 20
B. M .n = 15
C. M .n = 24
D. M .n = 30
Bài 12: Cho số phức z thảo mãn z + 1 + z − 1 = 4 . Gọi m = min z và M = max z , khi đó M .n bằng:
A. 2
B. 2 3
C.
2 3
3
D.
3
Giải:
Dạng Tổng quát: z1 z + z2 + z1 z − z 2 = k với z1 = a + bi; z2 = c + di; z = x + yi
Ta có: Min z =
k 2 − 4 z2
2
2 z1
Chứng minh công thức:
và Max z =
k
2 z1
Ta có: k = z1 z + z2 + z1 z − z2 ≥ z1 z + z2 + z1 z − z2 = 2 z1 z ⇔ z ≤
k
k
. Suy ra Max z =
2 z1
2 z1
Mặc khác:
( ax − by + c )
z1 z + z2 + z1 z − z2 = k ⇔
2
+ ( ay + bx + d ) +
2
( ax − by − c )
2
+ ( ay + bx − d )
2
+ ( ay + bx − d ) = k
2
Áp dụng BĐT Bunhiacopxki ta có:
k = 1.
( ax − by + c )
2
+ ( ay + bx + d ) + 1.
2
2
( 1 + 1 ) ( ax − by + c ) + ( ay + bx + d ) + ( ax − by − c ) + ( ay + bx − d )
= 4( a + b ) ( x + y ) + 4( c + d )
k − 4( c + d )
k −4 z
=
Suy ra z = x + y ≥
2z
4( a + b )
≤
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
( ax − by − c )
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
42 − 4
m
=
2
= 3
ADCT trên ta có: z1 = 1; z2 =1; k = 4 ⇒
M = 4 = 2
2
2
2
+ iz −
= 4 . Gọi m = min z và M = max z , khi đó
Bài 13: Cho số phức z thoả mãn iz +
1− i
1− i
M .n bằng:
A. 2
B. 2 2
ADCT Câu 12 ta có: z1 = 1; z2 =
C. 2 3
2
m = 2
;k = 4 ⇒
1− i
M = 2
Bài 14: Cho số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 z 2 z3 =
2
2
D. 1
1
3
+
i . Tính giá trị nhỏ nhất của biểu thức
2 2
2
P = z1 + z 2 + z3 .
A. Pmin = 1
C. Pmin = 3
6
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
B. Pmin =
1
3
D. Pmin = 2
Giải:
Áp dụng BĐT AM-GM ta có: P ≥ 3 3 z1 2 . z2 2 . z3 2
1
3 ⇔ z z z =1⇔ z z z =1
+
i
1 2 3
1
2
3
2 2
Suy ra P ≥ 3 . Dấu “=” xảy ra khi z1 = z2 = z3 = 1
Mặc khác: z1 z2 z3 =
Bài 15: Cho số phức z = x + yi với x, y là các số thực không âm thoả mãn
2
(
P = z2 − z + i z2 − z
2
z −3
= 1 và biểu thức
z − 1 + 2i
) z(1 − i) + z(1 + i) . Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của P lần lượt là:
A. 0 và -1
C. 3 và 0
B. 3 và -1
D. 2 và 0
Giải:
z −3
= 1 ⇔ z − 3 = z − 1 + 2i ⇔ x + y = 1
z − 1 + 2i
2
x+ y
1
P = 16 x y − 8 xy , Đặt t = xy ⇒ 0 ≤ t ≤
÷ =
4
2
1
P = 16t 2 − 8t , t ∈ 0; ⇒ MaxP = 0; MinP = −1
4
Bài 16: Cho các số phức z thoả mãn z = 1 . Tính giá trị nhỏ nhất của biểu thức
2
2
P = 1 + z + 1 + z 2 + 1+ z3 .
A. Pmin = 1
B. Pmin = 4
Giải:
Ta có: z = 1 ⇒ − z = 1
C. Pmin = 3
D. Pmin = 2
(
)
P = 1 + z + 1 + z 2 + 1 + z3 = 1 + z + −z 1 + z 2 + 1+ z3 ≥ 1 + z − z 1+ z 2 + 1+ z3 = 2
Bài 17: Cho số phức z thoả mãn
6z − i
≤ 1 . Tìm giá trị lớn nhất của z .
2 + 3iz
1
C. max z =
3
1
2
3
B. max z =
D. max z = 1
4
Giải:
6z − i
2
2
≤ 1 ⇔ 6 z − i ≤ 2 + 3iz ⇔ 6 z − i ≤ 2 + 3iz
2 + 3iz
A. max z =
( 6 z − i ) ( 6 z − i ) ≤ ( 2 + 3iz ) ( 2 + 3iz ) ⇔ ( 6 z − i ) ( 6 z − i ) ≤ ( 2 + 3iz ) ( 2 + 3iz )
⇔ z. z ≤
1
1
⇔ z≤
9
3
7
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 18: Cho z = a + bi, ( a, b ∈ ¡
đúng?
(
P =( z
2
)
− 4)
A. P = z − 2
B.
2
)
2
thoả z + 4 = 2 z và P = 8(b 2 − a 2 ) − 12 . Mệnh đề nào sau đây
2
C. P = ( z − 2 )
2
2
D. P = ( z − 4 )
2
Giải:
z 2 + 4 = 2 z ⇔ ( a 2 − b 2 + 4 ) + ( 2ab ) − 4 ( a 2 + b 2 ) = 0
2
2
Chuẩn hoá b = 0 ⇒ a 4 + 4a 2 + 16 = 0 ⇒ a = −1 − i 3 ⇒ z = −1 − i 3 ⇒ P = 4
2
Thử đáp án: - ĐÁP ÁN A: P = −1 − i 3 − 2 ÷ = 4 ⇒ Nhận
2
Bài 19: Cho số phức z thoả mãn z − 2 − 3i = 1 . Gọi M = max z + 1 + i , m = min z + 1 + i . Tính giá trị
2
2
của biểu thức ( M + n ) .
A. M 2 + m2 = 28
B. M 2 + m2 = 24
Giải:
C. M 2 + m2 = 26
D. M 2 + m 2 = 20
z − 2 − 3i = 1 ⇔ ( x − 2 ) + ( y − 3) = 1 (1)
2
2
2
Đặt P = z + 1 + i ⇒ ( x + 1) + ( y − 1) = P
2
Lấy (1)-(2) ta được: y =
2
(2) với P > 0
P 2 + 10 − 6 x
. Thay vào (1):
4
2
P 2 + 10 − 6 x
( x − 2) +
− 3 ÷ = 1 ⇔ 52 x 2 − ( 40 + 12 P 2 ) x + ( P 4 − 4 P 2 + 52 ) = 0
4
Để PT (*) có nghiệm thì:
2
(*)
∆ = ( 40 + 12 P 2 ) − 4.52. ( P 4 − 4 P 2 + 52 ) ≥ 0 ⇔ 14 − 2 13 ≤ P ≤ 14 + 2 13
2
Vậy M = 14 + 2 13 , m = 14 − 2 13 ⇒ M 2 + m 2 = 28
1
1
3
Bài 20: Cho số phức z ∈£ * thoả mãn z + 3 ≤ 2 và M = max z + . Khẳng định nào sau đây
z
z
đúng?
C. 2 < M <
A. −1 < M < 2
B. 1 < M <
5
2
7
2
D. M 3 + M 2 + M < 3
Giải:
3
3
1
1
1
1
1
1
z + ÷ = z 3 + 3 + 3 z + ÷ ⇔ z 3 + 3 = z + ÷ − 3 z + ÷
z
z
z
z
z
z
3
1
1
1
⇔ z + 3 = z + ÷ − 3 z + ÷ ⇔
z
z
z
3
3
1
1
z + ÷ − 3 z + ÷ ≤ 2
z
z
8
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
3
3
1
1
1
1
−3 z +
Mặc khác: z + ÷ − 3 z + ÷ ≥ z +
z
z
z
z
3
1
1
1
Suy ra: z +
− 3 z + ≤ 2 , đặt t = z + ≥ 0 , ta được:
z
z
z
1
2
t 3 − 3t − 2 ≤ 0 ⇔ ( t − 2 ) ( t + 1) ≤ 0 ⇒ t ≤ 2 ⇒ z + ≤ 2 ⇒ M = 2
z
Bài 21: Cho số phức z thoả mãn ( z − 3 + 1) ( 1 − i ) = ( 1 + i )
bằng:
A. ℑ( z ) = 21008 − 1
B. ℑ( z ) = 21008 − 3
Giải:
2017
. Khi đó số thực ω = z + 1 − i có phần ảo
C. ℑ( z ) = 21008
D. ℑ( z ) = 21008 − 2
( z − 3 + 1) ( 1 − i ) = ( 1 + i )
2017
⇔ ( z − 3 + 1) ( 1 − i ) (1 + i) = ( 1 + i )
2018
1009
1009
( 1 + i ) 2
2i ]
[
⇔z=
+ 3−i =
+ 3 − i = 22008 i + 3 − i
2
( 1 − i ) (1 + i )
ω = 22008 i + 3 − i + 1 − i = 4 + ( 21008 − 2 ) i ⇒ ℑ( z ) = 21008 − 2
(
)
Bài 22: Cho số phức z thoả mãn 1 − 5i z =
1
< z <2
2
3
< z <3
B.
2
Giải:
A.
D. 3 < z < 5
( 1 − 5i ) z = 2 z42 +
(
3i + 15
(
)
)
(
) ( z − 3i ) = 2 z42 ⇔ 1 −
⇔ 1 − 5i z − 3i 1 − 5i =
⇔ 1 − 5i
2 42
+ 3i + 15 . Mệnh đề nào dưới đây đúng:
z
5
C. < z < 4
2
2
⇔ 6 z +3 =
(
2 42
z
5i z − 3i =
2 42
z
)
2 42
2
2
⇔ 6 z + 3 . z − 4.42 = 0 ⇔ z = 2
z
Bài 23: Cho ba số phức z, z1, z2 thoả mãn 2 z − i = 2 + iz và z1 − z 2 = 1 . Tính giá trị của biểu thức
P = z1 + z2 .
A. P =
3
2
B. P = 3
C. P = 2
D. P =
2
2
Giải:
2
2
Đặt z = x + yi, 2 z − i = 2 + iz ⇒ x + y = 1
Gọi A, B là hai điểm biểu diễn z1, z2.
9
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
uuu
r uuu
r uuu
r
Ta có z1 − z2 = OA − OB = AB = 1
Suy ra AB = OA = OB hay tam giác OAB đều.
uuu
r uuu
r
uuuu
r
3
= 3
P = z1 + z2 = OA + OB = 2OM = 2.
2
Bài 24: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 và z1 + z2 + z3 = 0 . Tính giá trị của biểu
2
2
2
thức P = z1 + z2 + z3 .
A. P = 1
B. P = 0
C. P = −1
D. P = 1 + i
1
3
1
3
+
i, z2 = −
i , z3 = −1 Suy ra P = 0
2 2
2 2
Bài 25: Cho hai số phức z1, z2 thoả mãn z1 + z2 = 8 + 6i và z1 − z2 = 2 . Tính giá trị lớn nhất của biểu
Giải: Chuẩn hoá z1 =
thức P = z1 + z2 .
A. Pmax = 5 + 3 5
C. Pmax = 4 6
B. Pmax = 2 26
Giải:
Ta có: z1 + z2 = 8 + 6i ⇒ z1 + z 2 = 10
D. Pmax = 34 + 3 2
z + z 2 + z − z 2 = 2 z 2 + z 2 ⇒ 52 = z 2 + z 2 ≥ (
1
2
1
2
1
2
1
2
(
)
z1 + z2
)
2
⇒ z1 + z 2 ≤ 2.52 = 2 26
2
Bài 26: Cho z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 và z1 + z2 + z3 = 0 . Khẳng định nào dưới đây là sai.
3
3
3
3
3
3
A. z1 + z2 + z3 = z1 + z 2 + z3
3
3
3
3
3
3
B. z1 + z2 + z3 ≤ z1 + z 2 + z3
3
3
3
3
3
3
C. z1 + z2 + z3 ≥ z1 + z2 + z3
3
3
3
3
3
3
D. z1 + z2 + z3 ≠ z1 + z 2 + z3
1
3
1
3
+
i , z2 = −
i , z3 = −1 Suy ra đáp án D
2 2
2 2
Bài 27: Cho z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 . Khẳng định nào sau đây là đúng?
Giải: Chuẩn hoá z1 =
A. z1 + z2 + z3 = z1 z2 + z2 z3 + z3 z1
B. z1 + z 2 + z3 > z1 z 2 + z 2 z3 + z3 z1
C. z1 + z2 + z3 < z1 z2 + z2 z3 + z3 z1
D. z1 + z 2 + z3 ≠ z1z 2 + z 2 z3 + z3 z1
1
3
1
3
+
i , z2 = −
i , z3 = −1 Suy ra đáp án A
2 2
2 2
Bài 28: Cho z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 và z1 + z2 + z3 = 1 . Biểu thức
Giải: Chuẩn hoá z1 =
P = z12 n +1 + z22 n+1 + z32 n+1 , ( n ∈ ¢*) nhận giá trị nào sau đây?
A. 1
B. 2
C. 4
D. 3
Giải: Chuẩn hoá n = 1, z1 = 1, z2 = i, z3 = −i Suy ra đáp án A
Bài 29: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 . Tính giá trị nhỏ nhất của biểu thức
P=
1
z1 − z2 z1 − z3
+
1
1
+
.
z2 − z1 z2 − z3
z3 − z1 z3 − z2
10
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
A. Pmin =
3
4
1
2
5
=
2
C. Pmin =
B. Pmin = 1
D. Pmin
Giải:
(
)
+z )(z +z
(
+z )
)
(
z1 − z2 + z2 − z3 + z3 − z1 = ( z1 − z2 ) z1 − z2 + ( z2 − z3 ) z2 − z3 + ( z3 − z1 ) z3 − z1
2
2
2
= 9 − ( z1 + z2
3
1
2
)
3
2
= 9 − z1 + z2 + z3
Theo BĐT Cauchy- Schwarz:
9
9
9
P≥
≥
=
2
2
2
2
z1 − z2 z1 − z3 + z2 − z1 z2 − z3 + z2 − z1 z2 − z3
z1 − z2 + z2 − z3 + z3 − z1
9 − z1 + z2 + z3
9
2
Do đó: P ≥ = 1 (do z1 + z2 + z3 ≥ 0 )
9
2z − i
Bài 30: Cho ba số phức z thoả mãn z ≤ 1 . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P =
:
2 + iz
3
A. Pmax = 1
C. Pmax =
4
1
B. Pmax =
D. Pmax = 2
2
z = 1
Giải: Chuẩn hoá: z ≤ 1 ⇒
z = 0
2−i
= 1 do đó loại B, C
2+i
−i 1
= do đó loại D, chọn đáp án A
z =0⇒ P =
2
2
z =1⇒ P =
2 2
Bài 31: Cho 3 số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 + z2 + z3 = 0 và z1 = z2 = z3 =
. Mệnh đề nào dưới
3
đây đúng?
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2 2
3
8
=
3
=2 2
A. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 =
B. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1
C. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1
D. z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 = 1
8
3
z
−
i
≥
3
z
−
2
−
2
i
≤
5
Bài 32: Gọi S là tập hợp các số phức z thoả mãn
và
. Kí hiệu z1, z2 là hai số
2
2
2
2
2
2
2
Giải: z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 = z1 + z2 + z3 + z1 + z2 + z3 =
phức thuộc S và là những số phức có môđun lần lượt nhỏ nhất và lớn nhất. Tính giá trị của biểu thức
P = z2 + 2 z1 .
A. P = 2 6
B. P = 3 2
C. P = 33
D. P = 8
11
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Giải:
3 ≤ z − i ≤ z +1 ⇒ z ≥ 2
2
x 2 + ( y − 1) = 9
⇔ z1 = −2i
o Dấu “=” xảy ra khi: 2
2
x + y = 4
z − 2 2 ≤ z − 2 − 2i ≤ 5 ⇒ z ≤ 5 + 2 2
( x − 2 ) 2 + ( y − 2 ) 2 = 25
4+5 2 4+5 2
⇔ z2 =
+
o Dấu “=” xảy ra khi:
÷i
2
2
2
2 ÷
x + y = 33 + 20 2
P=
4+5 2 4+5 2
+
÷i − 4i = 33
2
2 ÷
Bài 33: Gọi z là số phức có phần thực lớn hơn 1 và thoả mãn z + 1 + i = 2 z + z − 5 − 3i sao cho biểu
thức P = z − 2 − 2i đạt giá trị nhỏ nhất. Tìm phần thực của số phức z đó.
8+ 7
2
8+ 2
B. ℜ( z ) =
2
Giải:
4+ 6
2
12 + 2
D. ℜ( z ) =
2
A. ℜ( z ) =
C. ℜ( z ) =
z + 1 + i = 2 z + z − 5 − 3i ⇔ y = ( x − 2 )
( x − 2)
P=
2
+ ( y − 2) = y + ( y − 2)
2
2
2
2
3 7
7
= y− ÷ + ≥
2 4
4
y = 3
4+ 6 3
+ i
Dấu “=” xảy ra khi:
2 ⇔ z =
2
2
y
=
x
−
2
(
)
3
Bài 34: Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P = z − z + 2 .
A. Pmax =
11
2
B. Pmax = 2 3
C. Pmax =
13
2
D. Pmax = 3 5
Giải:
Câu 35: Cho phương trình: z 3 + az 2 + bz + c = 0, (a, b, c ∈ ¡ ) . Nếu z1 = 1 + i, z2 = 2 là hai nghiệm của
phương trình thì a + b + c bằng:
1
3
A. z =
B. z =
C. Pmax = 1
D. Pmax = 2
2
4
Bài 37: Cho phương trình: z 4 + az 3 + bz 2 + cz + d = 0, (a, b, c, d ∈ ¡ ) có bốn nghiệm phức là z1, z2, z3,
z4. Biết rằng z1z2 = 13 + i, z3 + z4 = 3 + 4i , khẳng định nào sau đây đúng?
A. b > 53
B. b < 50
C. b < 55
D. b < 51
Bài 38: Cho số phức z thoả mãn z1 = z2 = z3 = 1 và z1 + z2 z3 ; z2 + z3 z1 ; z3 + z1z2 là các số thực. Tính
( z1 z2 z3 )
2017
.
A. 1
B. −22017
C. ±1
D. 22017
12
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
(
)
Bài 39: Cho số phức z thoả mãn đồng thời z + z = 2 và z + 3 z = 2 + i 3 z . Khẳng định nào sau đây
đúng?
1
< z <2
2
3
< z <3
B.
2
A.
C.
5
< z <4
2
D. 3 < z < 5
4
z −1
Bài 40: Cho z1, z2, z3, z4 là nghiệm phức của phương trình:
÷ = 1 . Tính giá trị của biểu thức
2z − i
(
)(
)(
)(
)
P = z12 + 1 z22 + 1 z32 + 1 z42 + 1 ;
18
5
17
B. P = −1
D. P =
9
Bài 41: Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Gọi M và m là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức
C. P =
A. P = 1
P = z 3 + 1 + z 2 + z + 1 . Tính M + m .
A. 2
C. 6
D. 5
z1 + z2
1
= . Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
Bài 42: Cho hai số phức z1, z2 thoả mãn
z1 + z2 2
P=
B. 7
z1 z2
+
.
z1 z2
A. 2
B.0,75
C. 0,5
D. 1
Bài 43: Trong mặt phẳng phức với gốc toạ độ O, cho hai điểm A, B (khác O) biểu diễn hai số phức z1,
2
2
z2 thoả mãn z1 + z2 = z1 z2 . Khẳng định nào sau đây đúng?
A. ∆OAB vuông cân tại A
B. ∆OAB đều
C. ∆OAB cân, không đều
D. ∆OAB cân tại A
Bài 44: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 = z2 = z3 =
2
và z1 + z2 + z3 = 0 . Tính giá trị lớn nhất
2
của biểu thức P = z1 + z2 + 2 z2 + z3 + 2 z3 + z1 .
7 2
3
4 5
=
5
3 6
2
10 2
=
3
A. Pmax =
C. Pmax =
B. Pmax
D. Pmax
Giải:
2
2
2
2
2
2
2
z1 + z2 + z2 + z3 + z3 + z1 = z1 + z2 + z3 + z1 + z2 + z3 =
3
2
Theo BĐT Bunhiacopxki ta có:
13
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
P = z1 + z2 + 2 z2 + z3 + 2 z3 + z1 ≤
( 1+ 2
2
+ 22
)( z +z
1
2
2
2
+ z2 + z3 + z3 + z1
2
) = 3 26
Bài 45: Cho số phức z thoả mãn z = 1 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của
2
biểu thức P = z + 1 + 1 − z . Tính P = M 2 + n 2
A. 12
C. 15
B. 20
D. 18
a
,
b
,
c
,
z
Bài 46: Cho bốn số phức
thoả mãn az 2 + bz + c = 0 và a = b = c > 0 . Gọi
M = max z , m = min z . Tính môđun của số phức ω = M + mi .
A. ω = 2
C. ω = 3
B. ω = 2
D. ω = 1
Bài 47: Cho số phức z thoả mãn z − 1 = 2 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất
của biểu thức P = z + i + z − 2 − i . Tính môđun của số phức ω = M + mi .
C. ω = 3 5
A. ω = 2 6
D. ω = 4
B. ω = 4 2
Giải:
z − 1 = 2 ⇔ ( x − 1) + y 2 = 2
2
P = x 2 + ( y + 1) 2 +
( 2 − x)
+ ( y − 1)
2
P = x 2 + ( y + 1) +
( 2 − x ) + ( y − 1)
2
2
2
2
vecto
( x + 2 − x)
≥
bunhiacopxki
≤
2
+ ( y +1+1− y ) = 2 2
2
2.2 ( x − 1) + y 2 + 2 = 4
2
ω = 4 + 2 2i = 2 6
3 4
Bài 48: Cho hai số phức z1, z2 thoả mãn z1 + z2 = + i, z1 − z2 = 3 và biểu thức
5 5
3
3
P = 4 z1 + 4 z2 − 3 z1 − 3 z 2 + 5 đạt giá trị nhỏ nhất. Tính z1 + z 2 .
A. 1
C. 2
3
B.
D. 3
4
Giải:
Ta có: z1 + z2 = 1; 3 = z1 − z2 ≤ z1 + z2
(
z +z 2+ z −z 2 =2 z 2+ z
1
2
1
2
1
2
(
3
P = 4 z1 + z2
3
) − 3( z
1
2
) ⇒2= z
2
1
+ z2 ) + 5 ≥ ( z1 + z2
+ z2
)
3
2
(z
≥
1
+ z2
2
)
2
⇒ 3 ≤ z1 + z 2 ≤ 2
− 3 ( z1 + z 2 ) + 5
t = 1
3
2
Xét hàm số: f (t ) = t − 3t + 5, t ∈ 3; 2 ; f '(t ) = 3t − 3 = 0 ⇔
t = −1
Do đó min f (t ) = 3 ⇒ min P = 3
Dấu “=” xảy ra khi z1 + z2 = 1
14
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 49: Cho số phức z thoả mãn z +
3
2
2
= 3 2 . Gọi M = max z và m = min z , tính môđun của số
2
phức ω = M + mi .
A. ω = 4 22
C. ω = 5 10
D. ω = 3 62
B. ω = 7 56
Giải:
3
z+ =3 2 ⇔
2
4
⇔
z2 + 3
z
2
2
= 18 ⇔
(z
2
(
+ 3) z 2 + 3
z
2
) = 18 ⇔ z
4
(
+3 z + z
z
)
2
2
−6 z +9
2
= 18
2
z −6 z +9
z
2
2
= 18 ⇔ 12 − 3 15 ≤ z ≤ 12 + 3 15
Do đó: ω = 3 62
2
Bài 50: Cho số phức z thoả mãn z − 2 z + 5 = ( z − 1 + 2i ) ( z + 3i − 1) . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu
thức P = z − 2 + 2i .
1
A. Pmin =
2
C. Pmin = 2
3
2
Bài 51: Cho số phức z thoả mãn z ≥ 2 . Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của
B. Pmin = 1
biểu thức P =
A.
D. Pmin =
z +i
. Tính giá trị của biểu thức M.n:
z
1
4
C. 1
3
4
2
Bài 52: Chi số phức z thoả mãn z + 4 = 2 z . Gọi M = max z và m = min z , tính môđun của số
B. 2
D.
phức ω = M + mi .
A. ω = 2 3
C. ω = 14
6
2
D. ω =
3
3
2
2
Bài 53: Cho số phức: z = x + yi, ( x, y ∈ ¡ ) là số phức thoả mãn hai điều kiện z + 2 + z − 2 = 26 và
B. ω =
biểu thức P = z −
9
4
16
B. xy =
9
A. xy =
3
3
−
i đạt giá trị lớn nhất. Tính giá trị của biểu thức (x.y)
2
2
9
C. xy =
2
17
D. xy =
2
15
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 54:Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn z1 z2 z3 =
1
15
−
i . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
4
4
1
1
1
1
+
+
+
.
z1 z2
z3
z1 + z2 + z3
P=
A. Pmin = 6
B. Pmin = 4
C. Pmin = 5
D. Pmin = 3
Bài 55: Cho hai số phức z1, z2 thoả mãn z1 = z2 = 1 . Gọi m là giá trị nhỏ nhất của biểu thức
P = z1 + 1 + z2 + 1 + z1 z2 + 1 . Khẳng định nào sau đây sai?
7
4
11
B. 1 < m <
5
7
2
1
5
D. < m <
4
2
C. 3 < m <
A.
Bài 56: Cho số phức z = a + bi ≠ 0 sao cho z không phải là số thực và ω =
z
z
là số thực. Tính
1 + z3
2
1+ z
2
.
1
3a + 1
2
B.
a+2
Giải:
1
3a + 2
1
D.
2a + 1
A.
C.
b = 0( Loai )
z
z
2
−
= 0 ⇔ z − z 1− z z + z = 0 ⇔ 2 1
Theo đề:
z =
1 + z3 1 + z3
2a
1
2
z
1
= 2a =
2
2a + 1 2a + 1
1+ z
2a
Bài 57: Cho hai số phức z, ω khác 0 và thoả mãn z − ω = 2 z = ω . Gọi a, b lân lượt là phần thực và
(
phần ảo của số phức u =
)
(
)
z
. Tính a 2 + b2 = ?
ω
1
1
C.
2
8
7
1
B.
D.
2
4
Giải:
Chuẩn hoá: ω = 1 . Theo đề bài ta có:
2
2
2
2
z −1 = 2 z
1
15
1
15
1
( x − 1) + y = 4 x + y
⇔
⇔z= ±
i⇒u = ±
i ⇒ a2 + b2 =
2
8
8
8
8
4
z − 1 = 1
( x − 1) + y 2 = 1
A.
(
)
16
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 58: Cho hai số phức z, ω khác 0 và thoả mãn z − ω = 5 z = ω . Gọi a, b lần lượt là phần thực và
phần ảo của số phức u = z.ω . Tính a 2 + b 2 = ?
1
1
A.
C.
50
100
1
1
B.
D.
25
10
Giải:
Chuẩn hoá: ω = 1 . Theo đề bài ta có:
2
2
2
2
z −1 = 5 z
1 3 11
1 3 11
1
( x − 1) + y = 25 x + y
⇔
⇔z=
±
i⇒u= ±
i ⇒ a2 + b2 =
2
50
50
50
50
25
z − 1 = 1
( x − 1) + y 2 = 1
Bài 59: Cho số phức ω và hai số thực a, b. Biết rằng ω + i và 2ω − 1 là hai nghiệm của phương trình
(
)
z 2 + az + b = 0 . Tính a + b = ?
5
A.
9
1
B. −
9
Giải:
C. −
D.
5
9
1
9
3ω + i − 1 = − a
1 − i − a 2 − 2i − 2a
⇒
+ i ÷
− 1÷ = b
Theo định lý Viet ta có:
3
( ω + i ) ( 2ω − 1) = b 3
2
2a a 1
a = −2
− + =b
2
2a a 1 2
4
5
9
9
3
⇔
− + ÷− a + ÷i = b ⇔
⇔ 13 ⇒ a + b = −
9 3 9
9
9
b=
9
2 a + 4 = 0
9
9
9
Bài 60: Cho hai số phức z1, z2 thoả mãn điều kiện z1 = z2 = 2017 . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
2
2
z1 + z2 z1 − z2
P=
÷ +
÷
2
2
2017 + z1 z2 2017 − z1 z2
1
2
A.
C.
2017
2017 2
2
1
B.
D.
2017
2017 2
Đặt z1 = 2017 ( cos 2 x + i sin 2 x ) và z2 = 2017 ( cos 2 y + i sin 2 y )
z1 + z2
cos 2 x + i sin 2 x + cos 2 y + i sin 2 y
cos( x − y )
=
Ta có: 2017 2 + z z =
2017 ( 1 + cos ( 2 x + 2 y ) + i sin ( 2 x + 2 y ) ) 2017 cos( x + y)
1 2
z1 − z2
sin( y − x)
=
Tương tự:
2
2017 + z1 z2 2017 sin( y + x)
Suy ra P =
cos 2 ( x − y )
sin 2 ( y − x)
+
2017 2 cos 2 ( x + y ) 2017 2 sin 2 ( y + x)
cos 2 ( x + y ) ≤ 1
1
1
cos 2 ( x − y ) + sin 2 ( x − y ) =
Vì 2
nên P ≥
2
2017
2017 2
sin ( x + y ) ≤ 1
17
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải một số bài tập số phức mức độ vận dụng cao
Bài 61: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn điều kiện z1 = z 2 = z3 = 1 và
z2
z12
z2
+ 2 + 3 +1 = 0 .
z2 z3 z3 z1 z1 z2
Khẳng định nào sau đây đúng?.
A. z1 + z2 + z3 = 3
C. z1 + z2 + z3 = 2
1
B. z1 + z2 + z3 =
D. z1 + z2 + z3 = 4
3
Bài 62: Cho số phức z thoả mãn điều kiện z = 1 . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
P = 1008 1 + z + 1 + z 2 + ... + 1 + z 2016 + 1 + z 2017
A. 2017
C. 2018
B. 1008
D. 2016
Bài 63: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn điều kiện z1 = z2 = z3 = 1, z1 + z 2 + z3 ≠ 0 và
z12 + z22 + z32 = 0 . Khẳng định nào sau đây sai?
2017
2017
2017
A. z1 + z2 + z1 = 0
2017
2017
2017
C. z1 + z2 + z1 = 1
2017
2017
2017
B. z1 + z2 + z1 = 3
2017
2017
2017
D. z1 + z2 + z1 = 4
Bài 64: Cho số phức z ∈ ℂ ∖ℝ và ω =
A. 0 < z < 2
1+ z + z2
là số thực. Khẳng định nào sau đây đúng?.
1− z + z2
C. 1 < z < 3
B. 2 < z < 4
D. 3 < z < 5
Bài 65: Cho ba số phức z1, z2, z3 thoả mãn điều kiện z1 + z2 + z3 = 0 và z1 z2 + z2 z3 + z3 z1 = 0 . Tính giá
trị của biểu thức P =
A. 3
1
B.
2
z1 z2 + z2 z3 + z3 z1
z22
C. 2
1
D.
3
18
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất