Có bao nhiêu số phức z đôi một khác nhau thỏa mãn zi 2 và 4 z 2 là số thực

 Có bao nhiêu số phức z  thỏa mãn \[|z+2-i|=2\sqrt{2}\]  và \[{{[z-1]}^{2}}\]  là số thuần ảo?


Hãy chọn trả lời đúng trước khi xem đáp án và lời giải bên dưới.
Đề thi thử TN THPT QG năm 2021 môn TOÁN

Giả sử số phức z=a+bi, \[\left[ a,b\in \mathbb{R} \right]\].

Ta có \[\left| z+i \right|=2\Leftrightarrow \left| a+\left[ b+1 \right]i \right|=2\Leftrightarrow {{a}^{2}}+{{\left[ b+1 \right]}^{2}}=4 \left[ 1 \right]\]

\[{{\left[ z-2 \right]}^{4}}={{\left[ \left[ a-2 \right]+bi \right]}^{4}}={{\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}}+2b\left[ a-2 \right]i \right]}^{2}}\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b{{\left[ a-2 \right]}^{3}}i-4{{b}^{3}}\left[ a-2 \right]i\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b\left[ a-2 \right]\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}} \right]i\]

Vì \[{\left[ {z – 2} \right]^4}\] là một số thực nên 

\[4b\left[ {a – 2} \right]\left[ {{{\left[ {a – 2} \right]}^2} – {b^2}} \right] = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a – 2 = b\\ a – 2 = – b \end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a = b + 2\\ a = 2 – b

\end{array} \right.\]

+] b = 0 thay vào [1] ta có

\[{a^2} + 1 = 4 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} a = \sqrt 3 \\ a = – \sqrt 3

\end{array} \right.\]

. Có số phức 

\[\left[ \begin{array}{l} z = \sqrt 3 \\ z = – \sqrt 3

\end{array} \right.\]

+] a = 2 thay vào [1] ta có \[{2^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow b = – 1\]. Có số phức z = 2 – i

+] a = b + 2 thay vào [1] ta có

\[{\left[ {b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} + 6b + 1 = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = \frac{{ – 3 – \sqrt 7 }}{2}\\ b = \frac{{ – 3 + \sqrt 7 }}{2}

\end{array} \right.\]

.

Có 2 số phức thỏa mãn

+] a = -b + 2 thay vào [1] ta có \[{\left[ { – b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} – 2b + 1 = 0\] [Vô nghiệm ]

Vậy có 5 số phức thỏa mãn.

Hãy chọn trả lời đúng trước khi xem đáp án và lời giải bên dưới. Đề thi thử TN THPT năm 2021 môn Toán lớp 12

Đáp án đúng: B

Giả sử số phức z=a+bi, \[\left[ a,b\in \mathbb{R} \right]\].

Ta có \[\left| z+i \right|=2\Leftrightarrow \left| a+\left[ b+1 \right]i \right|=2\Leftrightarrow {{a}^{2}}+{{\left[ b+1 \right]}^{2}}=4 \left[ 1 \right]\]

\[{{\left[ z-2 \right]}^{4}}={{\left[ \left[ a-2 \right]+bi \right]}^{4}}={{\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}}+2b\left[ a-2 \right]i \right]}^{2}}\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b{{\left[ a-2 \right]}^{3}}i-4{{b}^{3}}\left[ a-2 \right]i\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b\left[ a-2 \right]\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}} \right]i\]

Vì \[{\left[ {z – 2} \right]^4}\] là một số thực nên 

\[4b\left[ {a – 2} \right]\left[ {{{\left[ {a – 2} \right]}^2} – {b^2}} \right] = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a – 2 = b\\ a – 2 = – b \end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a = b + 2\\ a = 2 – b

\end{array} \right.\]

+] b = 0 thay vào [1] ta có

\[{a^2} + 1 = 4 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} a = \sqrt 3 \\ a = – \sqrt 3

\end{array} \right.\]

. Có số phức 

\[\left[ \begin{array}{l} z = \sqrt 3 \\ z = – \sqrt 3

\end{array} \right.\]

+] a = 2 thay vào [1] ta có \[{2^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow b = – 1\]. Có số phức z = 2 – i

+] a = b + 2 thay vào [1] ta có

\[{\left[ {b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} + 6b + 1 = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = \frac{{ – 3 – \sqrt 7 }}{2}\\ b = \frac{{ – 3 + \sqrt 7 }}{2}

\end{array} \right.\]

.

Có 2 số phức thỏa mãn

+] a = -b + 2 thay vào [1] ta có \[{\left[ { – b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} – 2b + 1 = 0\] [Vô nghiệm ]

Vậy có 5 số phức thỏa mãn.

Giả sử số phức z=a+bi, \[\left[ a,b\in \mathbb{R} \right]\].

Ta có \[\left| z+i \right|=2\Leftrightarrow \left| a+\left[ b+1 \right]i \right|=2\Leftrightarrow {{a}^{2}}+{{\left[ b+1 \right]}^{2}}=4 \left[ 1 \right]\]

\[{{\left[ z-2 \right]}^{4}}={{\left[ \left[ a-2 \right]+bi \right]}^{4}}={{\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}}+2b\left[ a-2 \right]i \right]}^{2}}\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b{{\left[ a-2 \right]}^{3}}i-4{{b}^{3}}\left[ a-2 \right]i\]

\[={{\left[ a-2 \right]}^{4}}+{{b}^{4}}-4{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}-2{{b}^{2}}{{\left[ a-2 \right]}^{2}}+4b\left[ a-2 \right]\left[ {{\left[ a-2 \right]}^{2}}-{{b}^{2}} \right]i\]

Vì \[{\left[ {z - 2} \right]^4}\] là một số thực nên \[4b\left[ {a - 2} \right]\left[ {{{\left[ {a - 2} \right]}^2} - {b^2}} \right] = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a - 2 = b\\ a - 2 = - b \end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = 0\\ a = 2\\ a = b + 2\\ a = 2 - b \end{array} \right.\]

+] b = 0 thay vào [1] ta có \[{a^2} + 1 = 4 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} a = \sqrt 3 \\ a = - \sqrt 3 \end{array} \right.\]. Có số phức \[\left[ \begin{array}{l} z = \sqrt 3 \\ z = - \sqrt 3 \end{array} \right.\]

+] a = 2 thay vào [1] ta có \[{2^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow b = - 1\]. Có số phức z = 2 - i

+] a = b + 2 thay vào [1] ta có \[{\left[ {b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} + 6b + 1 = 0 \Rightarrow \left[ \begin{array}{l} b = \frac{{ - 3 - \sqrt 7 }}{2}\\ b = \frac{{ - 3 + \sqrt 7 }}{2} \end{array} \right.\].

Có 2 số phức thỏa mãn

+] a = -b + 2 thay vào [1] ta có \[{\left[ { - b + 2} \right]^2} + {\left[ {b + 1} \right]^2} = 4 \Rightarrow 2{b^2} - 2b + 1 = 0\] [Vô nghiệm ]

Vậy có 5 số phức thỏa mãn.

Video liên quan

Chủ Đề