设z是虚数,满足ω=z+1z是实数,且-1<ω<2.

设z是虚数,满足ω=z+
1
z
是实数,且-1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设u=
1−z
1+z
.求证:u是纯虚数;
(3)求ω-u2的最小值.
8隐形的翅膀8 1年前 已收到1个回答 举报

ldcui 幼苗

共回答了17个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(1)设出复数z,写出ω的表示式,进行复数的运算,把ω整理成最简形式,根据所给的ω的范围,得到ω的虚部为0,实部属于这个范围,得到z的实部的范围.
(2)根据设出的z,整理u的代数形式,进行复数的除法的运算,整理成最简形式,根据上一问做出的复数的模长是1,得到u是一个纯虚数.
(3)ω−u2=2a+
b2
(1+a)2
=2a+
1−a2
(1+a)2
=2a+
1−a
1+a
=2[(a+1)+
1
a+1
]−3
,再利用基本不等式即可求ω-u2的最小值.

(1)由z是虚数,设z=a+bi(a,b∈R,b≠0)则ω=z+
1
z=a+bi+
1
a+bi=a+bi+
a−bi
a2+b2=a+
a
a2+b2+(b−
b
a2+b2)i
∵ω∈R∴b−
b
a2+b2=0且b≠0得a2+b2=1即|z|=1
此时,ω=2a,∵-1<ω<2∴−
1
2<a<1即z的实部的取值范围为(−
1
2,1).…(4分)
(2)u=
1−z
1+z=
1−(a+bi)
1+(a+bi)=
[(1−a)−bi][(1+a)−bi]
(1+a)2+b2.
∵a2+b2=1
∴u=−
b
1+ai又b≠0,−
1
2<a<1故u是纯虚数.…(8分)
(3)ω−u2=2a+
b2
(1+a)2=2a+
1−a2
(1+a)2=2a+
1−a
1+a=2[(a+1)+
1
a+1]−3
由a∈(−
1
2,1)知(a+1)+
1
a+1≥2,
故当且仅当a+1=
1
a+1,a=0时ω-u2的最小值为1.…(14分).

点评:
本题考点: 函数最值的应用;复数的基本概念;复数的代数表示法及其几何意义;复数代数形式的乘除运算.

考点点评: 本题考查复数的代数形式的运算,本题是一个运算量比较大的问题,题目的运算比较麻烦,解题时注意数字不要出错.

1年前

10
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 1.054 s. - webmaster@yulucn.com