OPTADS360
ATNETWORK
ADS_ZUNIA
YOMEDIA
Banner-Video
IN_IMAGE
  • Câu hỏi:

    Cho số phức \(z\) thỏa mãn \(\left| z+1 \right|\ge 1\). Gọi giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=\left| \frac{\left( 1+i \right)z+i+2}{z+1} \right|\) lần lượt là \(M\) và \(m\). Khi đó giá trị của \(\left( {{M}^{2}}+{{m}^{2}} \right)\) bằng:

    • A. 
      \(4.\)                  
    • B. 
      \(8+4\sqrt{3}.\)        

    Lời giải tham khảo:

    +) Ta có: \(P=\left| \frac{\left( 1+i \right)z+i+2}{z+1} \right|=\left| \frac{\left( z+1 \right)\left( 1+i \right)+1}{z+1} \right|=\frac{\left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right)+1 \right|}{\left| z+1 \right|}\)

    +) Áp dụng bất đẳng thức: \(\left| {{z}_{1}} \right|-\left| {{z}_{2}} \right|\le \left| {{z}_{1}}+{{z}_{2}} \right|\le \left| {{z}_{1}} \right|+\left| {{z}_{2}} \right|\), ta có:

    \(\frac{\left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right) \right|-\left| 1 \right|}{\left| z+1 \right|}\le P\le \frac{\left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right) \right|+\left| 1 \right|}{\left| z+1 \right|}\) \(\Leftrightarrow \left| 1+i \right|-\frac{1}{\left| z+1 \right|}\le P\le \left| 1+i \right|+\frac{1}{\left| z+1 \right|}\)

    \(\Leftrightarrow \sqrt{2}-\frac{1}{\left| z+1 \right|}\le P\le \sqrt{2}+\frac{1}{\left| z+1 \right|}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\)

    Mà: \(\left| z+1 \right|\ge 1\Rightarrow \left\{ \frac{1}{\left| z+1 \right|}\le 1;\,\,\,\frac{-1}{\left| z+1 \right|}\ge -1\,\,\,(2) \right.\)

    Từ và \(\Rightarrow \sqrt{2}-1\le P\le \sqrt{2}+1\)

    Bây giờ ta xét dấu “=” xảy ra khi nào.

    Với \({{z}_{1}}={{a}_{1}}+{{b}_{1}}i;\,\,\,{{z}_{2}}={{a}_{2}}+{{b}_{2}}i\,\,\,({{a}_{1}},{{b}_{1}},{{a}_{2}},{{b}_{2}}\in \mathbb{R})\), ta có:

    \(\begin{array}{l} \bullet \,\,\,\left| {{z_1} + {z_2}} \right| = \left| {{z_1}} \right| + \left| {{z_2}} \right| \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} {a_1}{b_2} = {a_2}{b_1}\\ {a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} \ge 0 \end{array} \right.;\,\,\,\\ \bullet \,\,\,\left| {{z_1}} \right| - \left| {{z_2}} \right| = \left| {{z_1} + {z_2}} \right| \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} {a_1}{b_2} = {a_2}{b_1};\,\,\left| {{z_1}} \right| \ge \left| {{z_2}} \right|\\ {a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} \le 0 \end{array} \right. \end{array}\)

    Giả sử: \(z=a+bi\,\,\,(a,b\in \mathbb{R})\Rightarrow \left( z+1 \right)\left( 1+i \right)=\left( a+1-b \right)+\left( a+b+1 \right)i\).

    Mà: \(1=1+0.i\). Do đó:

    \(\bullet \,\,\,P=\sqrt{2}+1\) 

    \(\Leftrightarrow \left\{ \begin{align} & \left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right)+1 \right|=\left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right) \right|+\left| 1 \right| \\ & \left| z+1 \right|=1 \\ \end{align} \right.\)

    \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a + b + 1 = 0\\ a + 1 - b \ge 0\\ \sqrt {{{(a + 1)}^2} + {b^2}} = 1 \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a + 1 = - b\\ - 2b \ge 0\\ 2{b^2} = 1 \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a = \frac{{\sqrt 2 }}{2} - 1\\ b \le 0\\ b = - \frac{{\sqrt 2 }}{2} \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow z = \frac{{\sqrt 2 }}{2} - 1 - \frac{{\sqrt 2 }}{2}i \end{array}\)

    \(\bullet \,\,\,P=\sqrt{2}-1\)

    \(\Leftrightarrow \left\{ \begin{align} & \left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right)+1 \right|=\left| \left( z+1 \right)\left( 1+i \right) \right|-\left| 1 \right| \\ & \left| z+1 \right|=1 \\ \end{align} \right.\)
    \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a + b + 1 = 0\\ a + 1 - b \le 0\\ \sqrt {{{(a + 1)}^2} + {b^2}} = 1 \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a + 1 = - b\\ - 2b \le 0\\ 2{b^2} = 1 \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} a = - \frac{{\sqrt 2 }}{2} - 1\\ b \ge 0\\ b = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow z = - \frac{{\sqrt 2 }}{2} - 1 + \frac{{\sqrt 2 }}{2}i \end{array}\)

    Vậy:

    \(\left\{ \begin{align} & M=\sqrt{2}+1 \\ & m=\sqrt{2}-1 \\ \end{align} \right.\)

    \(\,\,\,\,\,\Rightarrow {{M}^{2}}+{{m}^{2}}=6\).

    Hãy trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án và lời giải

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

ADMICRO/

 

CÂU HỎI KHÁC

NONE
OFF