/>
KỸ THUẬT GIẢI NHANH
MAX – MIN SỐ PHỨC
Max
• Bất đẳng thức Bunyakovsky
• Bất đẳng thức Vector
• Phương pháp hình học
Min
4. Cực trị của số phức:
a. Bất đẳng thức thường gặp:
Bất đẳng thức Bunyakovsky: Cho các số thức a, b, x, y ta luôn
a b
c d
Bất đẳng thức vector: Cho 2 vector u ( x; y) và v( x '; y ') , ta luôn
có: (ac bd )2 (a 2 b 2 )(c 2 d 2 ) . Dấu “=” xảy ra
có:
u v u v x 2 y 2 x '2 y '2 ( x x ') 2 ( y y ') 2
Dấu “=” xảy ra
x y
0
x' y'
Facebook: />Fanpage: />
/>
b. Phương pháp mẹo sử dụng sự tiếp xúc:
Dạng 1: Cho số phức z có tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là đường
tròn (C) bán kính R. Với mỗi điểm M thuộc đường tròn (C) thì cũng thuộc
đường tròn (C’) tâm gốc tọa độ bán kính OM a 2 b 2
Để z lớn nhất thì OM lớn nhất đạt được khi đường tròn(C’)tiếp xúc
trong với đường tròn (C) và OM OI R
Để z nhỏ nhất thì OM nhỏ nhất đạt được khi đường tròn(C’)tiếp xúc
ngoài với đường tròn (C) và OM OI R
Dạng 2: Cho số phức z có tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là đường
thẳng (d). Với mỗi điểm M thuộc (d) thì cũng thuộc đường tròn (C’)
Để z nhỏ nhất thì OM nhỏ nhất khi đó OM vuông góc với (d) và
OM d (O;(d ))
Dạng 3: Cho số phức z có tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là elip có
đỉnh thuộc trục lớn A(a;0) và đỉnh thuộc trục nhỏ B(0;b). Với mỗi điểm M
thuộc (E) thì cũng thuộc đường tròn (C’)
Facebook: />Fanpage: />
/>
Để z lớn nhất thì OM lớn nhất khi đó M trùng với đỉnh thuộc trục lớn
và max z OM OA
Để z nhỏ nhất thì OM nhỏ nhất khi đó M trùng với đỉnh thuộc trục nhỏ
và min z OM OB
Dạng 4: Cho số phức z có tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là
x2 y 2
Hyperbol (H) 2 2 1có 2 đỉnh thuộc trục thực A '( a;0), A(a;0) thì số
a
b
phức z có module nhỏ nhất nếu điểm biểu diễn số phức z này trùng với các
đỉnh trên, (module lớn nhất không tồn tại).
c. Bài tập minh họa:
Ví dụ 1: (Thi thử THPT Vĩnh Châu – Phú Thọ lần 1 năm 2017)
Trong các số phức z thỏa mãn điều kiện: z 2 4i z 2i . Tìm số phức z
có module nhỏ nhất?
A. z 1 i
B. 2 2i
C. z 2 2i
D. 3 2i
Cách Casio:
Trong các số phức ở đáp án, ta sẽ sắp xếp theo thứ tự module tăng dần:
1 i 2 2i 2 2i 3 2i
Tiếp theo, ta sẽ tiến hành thử các đáp án số phức theo thứ tự module tăng
dần, số phức nào thỏa mãn điều kiện z 2 4i z 2i đầu tiên thì đáp án
đó là đúng.
Facebook: />Fanpage: />
/>
Với đáp án A: Ta xét hiệu: z 2 4i z 2i , ta vào w2 nhập vào
máy tính như sau:
qcQzp2p4b$pqcQzp2b
→r1p1+b
→Kết quả màn hình trả về: 2 2 , loại đáp án A
Tương tự như vậy, ta tiếp tục kiểm tra với z 2 2i thì kết quả bằng 0.
Vậy số phức z 2 2i thỏa mãn hệ thức
→Đáp án là C
Facebook: />Fanpage: />
/>
Mẹo giải:
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: z 2 4i z 2i
a 2 (b 4)i a (b 2)i
(a 2) 2 (b 4)2 a 2 (b 2) 2
a 2 4a 4 b 2 8b 16 a 2 b 2 4b 4
4a 4b 16 a b 4 0
Trong các đáp an chỉ có đáp C thỏa mãn a b 4 0
→Đáp án là C
Phương pháp tự luận:
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: z 2 4i z 2i
a 2 (b 4)i a (b 2)i
(a 2) 2 (b 4)2 a 2 (b 2) 2
a 2 4a 4 b 2 8b 16 a 2 b 2 4b 4
4a 4b 16 a b 4
Theo bất đẳng thức Bunyakovsky:
2
16 (a b)2 (12 12 )(a 2 b 2 ) z a 2 b 2 8
z 2 2
a b
Dấu “=”xảy ra 1 1 a b 2 z 2 2i
a b 4
Facebook: />Fanpage: />
/>
Ví dụ 2: (Thi thử chuyên KHTN lần 2 năm 2017)
Với các số phức z thỏa mãn (1 i) z 1 7i 2 . Tìm giá trị lớn nhất của z
A. max z 4
B. max z 3
C. max z 7
D. max z 6
Mẹo giải:
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: (1 i) z 1 7i 2
( a bi )(1 i ) 1 7i 2
a b 1 ( a b 7)i 2
( a b 1) 2 ( a b 7) 2 2
2a 2 2b 2 50 12a 16b 2
a 2 b 2 6a 8b 25 1
(a 3)2 (b 4)2 1
Vậy quỹ tích các điểm biểu diễn số phức z là đường tròn tâm I(3;4) và bán
kính R=1. Ta gọi đây là đường tròn (C)
Với mỗi điểm M biểu diễn số phức z a bi thì M cũng thuộc đường tròn
tâm O(0;0) bán kính a 2 b 2 . Ta gọi đây là đường tròn (C’), module của z
cũng là bán kính của đường tròn (C’)
Để bán kính (C’) lớn nhất thì O, I, M thẳng hàng và (C’) tiếp xúc trong với
(C), khi đó: OM OI R 5 1 6
→Đáp án là D
Facebook: />Fanpage: />
/>
Phương pháp tự luận
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: (1 i) z 1 7i 2
( a bi )(1 i ) 1 7i 2
a b 1 ( a b 7)i 2
( a b 1) 2 ( a b 7) 2 2
2a 2 2b 2 50 12a 16b 2
a 2 b 2 6a 8b 25 1
(a 3)2 (b 4)2 1
2
Ta có: z a 2 b2 6a 8b 24 6(a 3) 8(b 4) 26
Theo bất đẳng thức Bunyakovsky, ta có:
6(a 3) 8(b 4) 6(a 3) 8(b 4)
6
2
2
2
82 a 3 b 4 10
2
z 36 z 6
→Đáp án là D
Facebook: />Fanpage: />
/>
Ví dụ 3: (Thi thử báo Toán học tuổi trẻ lần 5 năm 2017)
Cho số phức z thỏa mãn z 4 z 4 10 , giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
nhất của z lần lượt là:
A. 10 và 4.
B. 5 và 4
C. 4 và 3
D. 5 và 3
Mẹo giải:
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: z 4 z 4 10
a 4 bi a 4 bi 10
(a 4) 2 b 2 (a 4) 2 b 2 10
(a 4) 2 b 2 10 (a 4)2 b 2
a 2 8a 16 b 2 100 a 2 8a 16 b 2 20 (a 4)2 b 2
20 (a 4)2 b 2 100 16a
5 (a 4) 2 b 2 25 4a
25(a 2 8a 16 b 2 ) 625 200a 16a 2
9a 2 25b 2 225
a 2 b2
1
25 9
Vậy quỹ tích điểm biểu diễn số phức z là đường Elip đỉnh thuộc đáy lớn là
A(5;0) , đỉnh thuộc đáy nhỏ là B (0;3)
Với mỗi điểm M biểu diễn số phức z a bi thì M cũng thuộc đường tròn
tâm O(0;0) bán kính a 2 b 2 . Ta gọi đây là đường tròn (C’), module của z
cũng là bán kính của đường tròn (C’)
Facebook: />Fanpage: />
/>
Để bán kính (C’) lớn nhất thì M trùng với đỉnh thuộc trục lớn và
M A(5;0)
OM 5 max z 5
Để bán kính (C’) nhỏ nhất thì M trùng với đỉnh thuộc trục nhỏ và
M B (0;3)
OM 3 min z 3
→Đáp án là D
Phương pháp tự luận:
Gọi số phức z có dạng: z a bi thỏa mãn: z 4 z 4 10
a 4 bi a 4 bi 10
(a 4) 2 b 2 (a 4) 2 b 2 10
(a 4) 2 b 2 ( a 4) 2 (b)2 10
Theo bất đẳng thức vector, ta có:
10 (a 4)2 b 2 (a 4) 2 (b)2
2
2
(a 4) (a 4) b (b)
10 4a 2 4b 2 10 2 z z 5
Ta có: (a 4) 2 b 2 (a 4) 2 b 2 10
Theo bất đẳng thức Bunyakovsky, ta có:
2
2
2
(12 12 ) a 4 b 2 a 4 b 2
100 2(2a 2 2b 2 32) (2a 2 2b 2 32) 50
100
2
2
2
(a 4) b (a 4) b
Facebook: />Fanpage: />
2
/>2
a 2 b2 9 z 9 z 3 3 z 5
Ví dụ 4:
Trong các số phức z thỏa mãn z 2 z 2 2 , tìm số phức z có module
nhỏ nhất?
A. z 1 3i
B. z 1 3i
C. z 1
D. 3 i
Mẹo giải:
Gọi số phức z có dạng: z x yi thỏa mãn: z 2 z 2 2
x 2 yi x 2 yi 2
( x 2)2 y 2 ( x 2)2 y 2 2
( x 2)2 y 2 2 ( x 2)2 y 2
( x 2)2 y 2 4 4 ( x 2)2 y 2 ( x 2) 2 y 2
1
1 2 x ( x 2) 2 y 2 1 2 x 0 x
2
y2
1 4x 4x x 4x 4 y x
1
3
2
2
2
2
y2
Vậy tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là Hyperbol ( H ) : x
1 có
3
2 đỉnh thuộc trục thực là A '(1;0), A(1;0)
2
Số phức z x yi có điểm biểu diễn M ( x; y ) và có module là
OM x 2 y 2 . Để OM đạt giá trị nhỏ nhất thì M trùng với hai đỉnh của (H)
M A M (0;1) z 1
Facebook: />Fanpage: />
/>
→Đáp án là C
d. Bài tập tự luyện:
Bài 1- Cho các số phức z thỏa mãn 2 z 2 2i 1 . Module z nhỏ nhất có thể
đạt được là bao nhiêu?
1 2 2
1 2 2
A.
B.
C. 2 1
D. 2 1
2
2
Bài 2- Trong các số phức z thỏa mãn z 3i iz 3 10 . Hai số phức z1 và
z2 có module nhỏ nhất. Hỏi tích z1 z2 là bao nhiêu?
A. 25
B. 25
C.16
D. 16
Bài 3- Trong các số phức z thỏa mãn iz 3 z 2 i . Tính giá trị nhỏ nhất
của z ?
1
1
1
1
A.
B.
C.
D.
2
5
2
5
NẾU THẤY TÀI LIỆU BỔ ÍCH HÃY ỦNG HỘ
CHO MÌNH NHÉ CÁC BẠN!
LIKE FANPAGE, ADD FACEBOOK HOẶC
ĐĂNG KÝ (SUBSCRIBE) KÊNH YOUTUBE.
CÁM ƠN CÁC BẠN NHIỀU!
Facebook: />Fanpage: />