Cho các số phức z thoả mãn |z|=2|z|=2. Đặt w=(1+2i)z−1+2iw=(1+2i)z−1+2i . Tìm giá trị nhỏ nhất của |w|
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi số phức z=a+bi với a,b∈Rz=a+bi với a,b∈R .
Ta có |z|=2⇔√a2+b2=2⇔a2+b2=4(∗)|z|=2⇔√a2+b2=2⇔a2+b2=4(∗) .
Mà số phức w=(1+2i)z−1+2iw=(1+2i)z−1+2i
⇔w=(1+2i)(a+bi)−1+2i⇔w=(a−2b−1)+(2a+b+2)i⇔w=(1+2i)(a+bi)−1+2i⇔w=(a−2b−1)+(2a+b+2)i
Giả sử số phức w=x+yi(x,y∈R)w=x+yi(x,y∈R)
Khi đó {x=a−2b−1y=2a+b+2⇔{x+1=a−2by−2=2a+b{x=a−2b−1y=2a+b+2⇔{x+1=a−2by−2=2a+b
Ta có (x+1)2+(y−2)2=(a−2b)2+(2a+b)2(x+1)2+(y−2)2=(a−2b)2+(2a+b)2
⇔(x+1)2+(y−2)2=a2+4b2−4ab+4a2+b2+4ab⇔(x+1)2+(y−2)2=a2+4b2−4ab+4a2+b2+4ab
⇔(x+1)2+(y−2)2=5(a2+b2)⇔(x+1)2+(y−2)2=20⇔(x+1)2+(y−2)2=5(a2+b2)⇔(x+1)2+(y−2)2=20(theo (*))
Tập hợp các điểm biểu diễn số phức w là đường tròn tâm I (-1;2) bán kính R=√20=2√5R=√20=2√5 .
Điểm M là điểm biểu diễn của số phức w thì |w||w| đạt giá trị nhỏ nhất khi và chỉ khi OM nhỏ nhất.
Ta có OI=√(−1)2+22=√5,IM=R=2√5OI=√(−1)2+22=√5,IM=R=2√5 . Mặt khác OM≥|OI−IM|⇔OM≥|√5−2√5|⇔OM≥√5OM≥|OI−IM|⇔OM≥|√5−2√5|⇔OM≥√5 Do vậy |w| nhỏ nhất bằng √5√5