Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của môđun số phức

---

---

Bài viết Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của môđun số phức với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của môđun số phức.

Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của môđun số phức

(199k) Xem Khóa học Toán 12 KNTTXem Khóa học Toán 12 CDXem Khóa học Toán 12 CTST

Bài giảng: Các dạng toán liên quan đến lũy thừa và module số phức - Cô Nguyễn Phương Anh (Giáo viên VietJack)

1. Phương pháp

|z - (a + bi)| = c, (c > 0) => Tập hợp các điểm M biểu diễn số phức z là đường tròn có tâm I(a; b) và bán kính R = c

Biểu diễn P là 1 điểm M nào đó, dựa vào hình vẽ xác định max min cho thích hợp.

Ví dụ P = |z| tức là đường tròn tâm O:

Ví dụ P = |z + i| tức là đường tròn tâm H (0;-1)

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho |z - 4 + 3i| = 3. Tìm số phức có module nhỏ nhất, lớn nhất?

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức: |z - a - bi| = c ⇔ |z - (a + bi)| = c => -c + |a + bi| ≤ |z| ≤ c + |a + bi|

Ta có: |z - 4 + 3i| = 3 ⇔ |z - (4 - 3i)| = 3 ⇔ - 3 + |4 - 3i| ≤ |z| ≤ 3 + |4 - 3i| ⇔ 2 ≤ |z| ≤ 8

Cách tìm số phức:

+ Tìm Số phức z có module nhỏ nhất là:

+ Tương tự: Số phức z có module lớn nhất là:

Ví dụ 2. Trong mặt phẳng phức Oxy, các số phức z thỏa |z - 5i| ≤ 3. Nếu số phức z có môđun nhỏ nhất thì phần ảo bằng bao nhiêu?

A. 0.    B. 3.    C. 2.    D. 4.

Lời giải:

Gọi M(x ;y) là điểm biểu diễn số phức z = x + yi.

Gọi E(0 ;5) là điểm biểu diễn số phức 5i

Ta có: |z - 5i| ≤ 3 => MA ≤ 3. Vậy tập hợp điểm biểu diễn số phức z là hình tròn tâm A(0 ;5) ; R = 3 như hình vẽ

Số phức z có môđun nhỏ nhất nhỏ nhất.Dựa vào hình vẽ, ta thấy z = 2i. Suy ra phần ảo bằng 2

Chọn đáp án C.

Ví dụ 3. Tìm giá trị lớn nhất của |z| biết:

A. √2     B. 2    C. 1    D. 3

Lời giải:

Ta có:

Chọn đáp án B.

Ví dụ 4: Cho số phức z thỏa mãn |z² - i| = 1. Tìm giá trị lớn nhất của |z|.

A. 2    B. √2    C. 2√2    D. √2

Lời giải:

Ta có:

1 ≥ |z²| - |i| = |z|² - 1 => |z|² ≤ 2 => |z| ≤ 2

Chọn đáp án là D

Ví dụ 5: Cho số phức z thỏa mãn:

Tìm giá trị nhỏ nhất của |z|.

Lời giải:

Ta có:

|x + yi + i + 1| = |x - yi - 2i|

⇔ (x + 1)² + (y + 1)² = x² + (y + 2)²

⇔ 2x - 2y - 2 = 0 => x = 1 + y

Chọn đáp án A.

Ví dụ 6: Trong các số phức z thỏa mãn điều kiện |z - 2 - 4i| = |z - 2i|. Số phức z có môđun nhỏ nhất là?

A. z = -2 + 2i     B. z = 2 - 2i

C. z = 2 + 2i     D. z = -2 - 2i

Lời giải:

Gọi z = x + yi (x, y ∈ R).

Ta có: |x - 2 - 4(y - 4)i| = |x + (y - 2)x| ⇔ y = -x + 4

Do đó tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là đường thẳng có phương trình x + y - 4 = 0

Mặt khác:

Chọn đáp án C.

Ví dụ 7: Cho số phức z thỏa mãn |z − 1 − 2i| = 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của |z|

A. √2    B. 1    C. 2    D. √5 - 1

Lời giải:

Tập hợp các điểm M biểu diễn số phức z thỏa mãn giả thiết là đường tròn tâm I(1; −2) bán kính r = 1.

Do đó min |z| = OI − r = √5 − 1.

Chọn đáp án là D.

Ví dụ 8: Cho số phức z thỏa mãn điều kiện |z - 1 + 2i| = √5 và w = z + 1 + i có môđun lớn nhất. Số phức z có môđun bằng:

A. 2√5    B. 3√2    C. √6    D. 5√2

Lời giải:

Gọi z = x + yi khi đó z - 1 + 2i = (x - 1) + (y + 2)i

Ta có:

Suy ra tập hợp điểm M(x; y) biểu diễn số phức z thuộc đường tròn (C) tâm I(1; -2) bán kính R = √5 như hình vẽ:

Dễ thấy O ∈ (C), N(-1; -1) ∈ (C)

Theo đề ta có: M(x; y) ∈ (c) là điểm biểu diễn cho số phức z thỏa mãn:

W = z + 1 + i = x + yi + 1 + i = (x + 1) + (y + 1)i

Suy ra |z + 1 + i| đạt giá trị lớn nhất khi MN lớn nhất

Mà M, N ∈ (C) nên MN lớn nhất khi MN là đường kính đường tròn (c)

⇔ I là trung điểm MN => M(3; -3) => z = 3 - 3i

Cách 2: (giải thuần đại số)

Đặt z = x + yi(x, y ∈ R) thì |z - 1 + 2i| = √5 ⇔ (x - 1)² + (y + 2)² = 5 (1)

|w|² = |z + 1 + i|² = (x + 1)² + (y + 1)² = (x - 1)² + (y + 2)² + 4x - 2y - 3 = 4x - 2y + 2 (do (1))

Dấu “=” của (2) xảy ra

Như vậy do |w| đạt giá trị lớn nhất nên x = -3, y = -3. Từ đó |z| = 3√2.

Chọn B.

Ví dụ 9: Xét số phức z thỏa mãn 4|z + i| + 3|z − i| = 10. Gọi M, m tương ứng là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của |z|. Tính M + m

Lời giải:

Gọi A(0; −1), B(0; 1) có trung điểm là O(0; 0). Điểm M biểu diễn số phức z. Theo công thức trung tuyến thì:

Theo giả thiết: 4MA + 3MB = 2√2. Đặt a = MA

Chọn đáp án là C.

3. Bài tập tự luyện

Bài 1. Biết rằng số phức z thỏa mãn: w = (z + 3 - i).($\overline{z}$ + 1 + 3i) là một số thực. Tìm giá trị nhỏ nhất của |z|?

Bài 2.  Cho |z - 4 + 3i| = 3. Tìm số phức có môđun nhỏ nhất, lớn nhất?

Bài 3. Trong mặt phẳng phức Oxy, các số phức z thỏa |z - 5i| ≤ 3. Nếu số phức z có môđun nhỏ nhất thì phần ảo bằng bao nhiêu?

Bài 4. Cho số phức z thỏa mãn: $\left|z+i+1\right|=\left|\overline{z}-2i\right|$. Tìm giá trị nhỏ nhất của |z|?

Bài 5. Trong các số phức z thỏa mãn điều kiện |z + 1- 5i| = |$\overline{z}$ + 3 - i|, tìm số phức có môđun nhỏ nhất?

Bài giảng: Các phép biến đổi cơ bản trên tập hợp số phức - Cô Nguyễn Phương Anh (Giáo viên VietJack)

(199k) Xem Khóa học Toán 12 KNTTXem Khóa học Toán 12 CDXem Khóa học Toán 12 CTST

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 12 ôn thi Tốt nghiệp có lời giải hay khác:

• Dạng 2: Tìm giá trị nhỏ nhất, lớn nhất của số phức (Dạng 1)
• Dạng 3: Tìm giá trị nhỏ nhất, lớn nhất của số phức (Dạng 2)
• Dạng 4: Tìm giá trị nhỏ nhất, lớn nhất của số phức (tổng hợp)
• Các dạng bài tập hay về số phức
• 18 Bài tập số phức hay và khó

---

---

---