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[转载]如何求复数模的最值?

2014-03-01 08:07阅读:
原文作者:Pai之fu

如何求复数模的最值?

徐 辉

根据已知条件求复数模的最值是高中数学的一个常见题型,也是高考经常涉及的热点内容之一,此类问题涉及知识面广,解题方法灵活多样,值得我们去总结、提高。
例:已知,zC|z|=1,求μ=|z+2+2i|的最大值和最小值。
解法一(代数法——复数问题实数化)
依题意,令z=a+biabR),其中a2+b2=1
则μ2=|(a+2)+(b+2)i|2=(a+2
)2+(b+2)2=a2+b2+8+4(a+b)=9+4(a+b),
2ab≤a2+b2=1
所以 (a+b)2= a2+b2+2ab≤2,
- clip_image002≤a+b≤ clip_image002,
故μ2max=9+4 clip_image002,μ2min=9-4 clip_image002
从而μmax=2 clip_image002+1,μmin=2 clip_image002-1.
解法二(三角法——利用复数的三角形式)
依题意,令z=cosα+isinα,
则μ2=|(cosα+2)+(sinα+2)i|2
=(cosα+2)2+(sinα+2)2
=cos2α+sin2α+4(cosα+sinα)+8
=9+4 clip_image002sin(α+φ)
故μ2max=9+4 clip_image002,μ2min=9-4 clip_image002
从而μmax=2 clip_image002+1,μmin=2 clip_image002-1.
解法三(几何法——利用模的几何意义)
clip_image014|z|=1知复数z所对应的点Z在以原点为圆心、1长为半径的圆上,μ=|z+2+2i|=|z--2-2i| 在复平面内表示定点R-2-2)到点Z的距离,由右图很容易看出
μmax=|PR|=|RO|+1=2 clip_image002+1
μmin=|QR|=|RO|-1=2 clip_image002-1
解法四(绝对值不等式法——利用不等式||z1|-|z2||≤|z1±z2|≤|z1|+|z2|
μ=|z+2+2i|=|z+(2+2i)| ≤|z|+|2+2i|= 2 clip_image002+1
又μ=|z+2+2i|=|z+(2+2i)|||z|-|2+2i||=2 clip_image002-1
故μmax=|PR|=|RO|+1=2 clip_image002+1
μmin=|QR|=|RO|-1=2 clip_image002-1
解法五(模平方法——利用模的性质|z|2= clip_image022
μ2=z+2+2i)( clip_image024
= clip_image026
clip_image028clip_image030
故μ2==9+ clip_image032 clip_image034
依题意,令 clip_image036,其中 clip_image038
则μ2=9+4x+4y=9+4x+y),
2xy≤ clip_image038
clip_image041≤2
- clip_image002≤x+y≤ clip_image002
故μ2max=9+4 clip_image002,μ2min=9-4 clip_image002
从而μmax=2 clip_image002+1,μmin=2 clip_image002-1.
由以上诸法我们可以看到,对于此类题目,三角法、几何法与绝对值不等式法都是对之进行求解的常用方法,但代数法的适用范围往往更为广泛,是解决复数问题更为一般的方法,希望同学们能够具体题目具体对待,寻找最佳的解题方法,以期正确、快速、简洁地对问题加以解答。

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