Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (987.15 KB, 19 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
____________________________________________________________________________________
<b>GIẢI NHANH GTLN-GTNN MÔ ĐUN SỐ PHỨC VỚI ELIP </b>
Khi thấy giả thiết là Elip khơng chính tắc: <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 2<i>a</i> với (<i>z</i>1<i>z</i>2 2 )<i>a</i> và
1,<i>z</i>2 ; <i>ci</i>
<i>z</i> <i>c</i> . Tìm Min, Max của <i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>0 :
Tính <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>2</sub> 2<i>c</i> và
0 0
2
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
(3.1) Nếu thấy
1 2
0
0 1 0 2
2
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>a</i>
<i>z</i> <i>k z</i> <i>z</i>
<sub></sub>
1 2
0
max
2
<i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
1 2
0
min
2
<i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
(3.2) Nếu thấy
1 2
0
0 1 0 2
2
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>a</i>
<i>z</i> <i>k z</i> <i>z</i>
<sub></sub>
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
(3.3) Nếu thấy <i>z</i>0<i>z</i>1 <i>z</i>0<i>z</i>2
1 2
0
min
2
<i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>b</i>
<b>- Định nghĩa: Cho hai điểm cố định</b> <i>F F</i>1, 2 với độ dài <i>F F</i>1 2 2<i>c</i>. Tập hợp các điểm <i>M</i> trong
mặt phẳng thoả mãn
1 <i>MF</i>2 2
<i>MF</i> <i>a</i>
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
<b>- Mối quan hệ của </b>
<b>Bài toán chung: Cho </b><i>M</i> chuyển động trên Elip
<b>Bài toán số phức tương ứng: Cho số phức </b><i>z</i> thoả mãn <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 2<i>a</i> với
1 2
2<i>a</i> <i>z</i> <i>z</i> . Tìm GTLN, GTNN của <i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>0 .
<b>Sự tương ứng ở đây gồm: </b>
- <i>M</i> là điểm biểu diễn <i>z</i>
- <i>F F</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub> tương ứng là điểm biểu diễn <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub>.
- A là điểm biểu diễn <i>z</i><sub>0</sub>
<b>3. Các dạng giải được</b>
<b>Bài toán 1. Phương trình </b>
2 2
2 2 1
<i>x</i> <i>y</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<b>Bài toán số phức tương ứng: Cho số phức </b><i>z</i> thoả mãn <i>z</i> <i>c</i> <i>z</i> <i>c</i> 2<i>a</i> hoặc
2
<i>z</i> <i>ci</i> <i>z</i> <i>ci</i> <i>a</i> (Elip đứng). Tìm GTLN, GTNN của <i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>0
<b>Giải: </b>
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
- Lập phương trình chính tắc của Elip:
2 2
2 2 1
<i>x</i> <i>y</i>
<i>a</i> <i>b</i> với <i>z</i> <i>c</i> <i>z</i> <i>c</i> 2<i>a</i>. Hoặc
2 2
2 2 1
<i>x</i> <i>y</i>
<i>b</i> <i>a</i>
với <i>z</i> <i>ci</i> <i>z</i> <i>ci</i> 2<i>a</i>
- Rút <i>y</i> theo <i>x</i> dạng: <i>b</i> <i>a</i>2 2
<i>a</i>
<i>y</i> <i>x</i> đối với
2 2
2 2 1
<i>x</i> <i>y</i>
<i>a</i> <i>b</i> (tương tự đối với
2 2
2 2 1
<i>x</i> <i>y</i>
<i>b</i> <i>a</i> )
- Thay vào <i>P</i> được
2
2 2 2 2
0 0
( ) <i>b</i> <i>a</i> <i>x</i> <i>y</i> , ;<i>a</i>
<i>a</i>
<i>P</i> <i>x</i><i>x</i> <sub></sub> <i>x</i> <i>a</i>
<sub></sub>
với <i>z</i>0 <i>x</i>0<i>y</i>0<i>i</i>
- Dùng chức năng TABLE của máy tính cầm tay Casio tìm ra GTLN, GTNN của hàm <i>P</i>2 từ đó
có <i>P</i>.
<b>Ví dụ minh hoạ: </b>
Cho số phức <i>z</i> thoả mãn <i>z</i> 2 <i>z</i> 2 6. Tìm GTLN và GTNN của <i>P</i> <i>z</i> 1 3<i>i</i>
<b>Giải: </b>
- Có <i>a</i>3,<i>c</i>2
- Phương trình chính tắc của Elip:
2 2
1
9 5
<i>x</i> <sub></sub> <i>y</i> <sub></sub> 5 2
9
3 <i>x</i>
<i>y</i>
- Vậy
2
2
2 2
1,2
5
3
1 9
3 <i>x</i>
<i>P</i> <i>x</i> <i>f</i> <i>x</i>
- Bấm TABLE các hàm <i>f</i>1,2
<i>P</i>
<b>Bài tốn 2. Elip khơng chính tắc nhưng </b><i>A</i><b> là trung điểm của </b><i>F F</i>1 2 <b>tức </b><i>A</i><b> là tâm Elip.</b>
<b>Bài toán số phức tương ứng: Cho số phức </b><i>z</i> thoả mãn <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 2<i>a</i> với 2<i>a</i> <i>z</i>1<i>z</i>2 .
Tìm GTLN, GTNN của <i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>0 . Với đặc điểm nhận dạng
1 2
0
2
<i>z</i> <i>z</i>
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
<b>Giải: </b>
- Tính 2<i>c</i> <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>2</sub> 1 2
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>c</i>
- Tính
- Vì A là tâm Elip và M di chuyển trên Elip nên:
+ <i>AM</i> lớn nhất bằng <i>a</i> hay
<b>Ví dụ minh hoạ: </b>
Cho số phức <i>z</i> thoả mãn <i>z</i> 1 3<i>i</i> <i>z</i> 2 <i>i</i> 8. Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của
2 1 2
<i>P</i> <i>z</i> <i>i</i> .
<b>Giải: </b>
Ta có <i>P</i> 2<i>z</i> 1 2<i>i</i> 1
2 2
<i>P</i>
<i>z</i> <i>i</i>
. Ta chỉ cần tìm GTLN, GTNN của ' 1
2
<i>P</i> <i>z</i> <i>i</i>
Ta thấy <i>z</i><sub>1</sub> 1 3<i>i</i>, <i>z</i><sub>2</sub> 2 <i>i</i> và <sub>0</sub> 1
<i>z</i> <i>i</i>. Do đó 1 2
0
2
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
- Tính 2<i>c</i> <i>z</i>1<i>z</i>2 5
5
2
<i>c</i>
;
4 2
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
Vậy
2
<i>P</i> . Do đó
<b>Bài tốn 3. Elip khơng có dạng chính tắc, </b><i>A</i><b> không là trung điểm của </b><i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub><b> nhưng </b><i>A</i><b> nằm </b>
<b>trên các trục của Elip </b>
<b>Bài toán 3.1. </b><i>A</i><b> nằm trên trục lớn và phía ngồi Elip: </b>
- Dấu hiệu nhận biết: 0 1
<i>z</i> <i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
<i>z</i> <i>k z</i>
<i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
- Thì 1 2
0
max
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>a</i> và 1 2
0
min
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>a</i>
<b>Bài toán 3.2. </b><i>A</i><b> nằm trên trục lớn và ở phía trong Elip: </b>
- Dấu hiệu nhận biết: 0 1
<i>z</i> <i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
<i>z</i> <i>k z</i>
<i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
- Thì 1 2
0
max
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>a</i>. Cịn GTNN khơng xác định nhanh được.
<b>Bài tốn 3.3. </b><i>A</i><b> nằm trên trục nhỏ (bất kể trong hay ngoài) Elip: </b>
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
- Thì 1 2
0
min
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>P</i> <i>z</i> <i>b</i> . Cịn GTLN khơng xác định nhanh được.
<b>Ví dụ minh hoạ: </b>
Cho số phức <i>z</i> thoả mãn: <i>z i</i> <i>z</i> 3 3<i>i</i> 6. Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của
6 7
<i>P</i> <i>z</i> <i>i</i>
<b>Giải: </b>
1
<i>z</i> <i>i</i> <i>F</i>1(0;1); <i>z</i>2 3 3<i>i</i> <i>F</i>2(3; 3) ; <i>z</i>0 6 7<i>i</i>
<i>F F</i> thì 1 2 ( ; 1)3
2 2
<i>z</i>
<i>I</i> <i>z</i>
Có <i>z</i>0 <i>z</i>1 6 8<i>i</i>; <i>z</i>0 <i>z</i>2 3 4<i>i</i> <i>z</i>0<i>z</i>12
Vậy
2
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
21
2
; min<i>P</i><i>AI</i> <i>a</i> 1 2
0
2
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i> <i>a</i>
9
2
<b>Bấm máy: Thấy ngay </b>
- Gán <i>z</i><sub>0</sub> vào A; <i>z</i><sub>1</sub> vào B và <i>z</i><sub>2</sub> vào C
- Kiểm tra A, B, C thẳng hàng: <i>A</i> <i>B</i> <i>k</i>
<i>A C</i>
<sub></sub>
- Kiểm tra A nằm ngoài Elip: <i>A B</i> <i>A C</i> 6
- Bấm max 3
2
<i>B C</i>
<i>P</i> <i>A</i> ; max 3
2
<i>B</i> <i>C</i>
<i>P</i> <i>A</i>
<i><b>Bài toán:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thoả mãn: <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 2<i>a</i> nhưng có <i>z</i>1<i>z</i>2 2<i>a</i>. Tìm GTLN,
GTNN của <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i>0
Xem thêm tại: estudy.edu.vn
_____________________________________________________________________________________
- Bài tốn tương đương với bài tốn hình học: <i>MF</i>1<i>MF</i>2 <i>F F</i>1 2. Tìm GTLN, GTNN của
<i>T</i> <i>AM</i> .
- Giả thiết <i>MF</i>1<i>MF</i>2 <i>F F</i>1 2tương đương với M di chuyển trong đoạn thẳng <i>F F</i>1 2. Do đó:
+ Viết phương trình đường thẳng <i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub> với <i>x</i>[x ;<sub>1</sub> <i>x</i><sub>2</sub>] (ở đây <i>x x</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub> lần lượt là hoành
độ của <i>F F</i>1, 2)
+ Rút <i>y</i> theo <i>x</i> từ phương trình <i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub> vào <i>T</i> được
<b>Ví dụ minh hoạ </b>
Cho số phức <i>z</i> thoả mãn <i>z</i> 2 <i>i</i> <i>z</i> 4 7<i>i</i> 10. Tìm GTLN, GTNN của <i>P</i> <i>z</i> 1 4<i>i</i>
<b>Giải </b>
Với các quy ước từ ban đầu, có <i>F</i>1( 2;1) , <i>F</i>2(4; 7) và
Có <i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub> (6; 8) nên phương trình tham số của <i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub>: 2 3
1 4
<i>x</i> <i>t</i>
<i>y</i> <i>t</i>
. Với <i>x</i> [ 2; 4]
[0; 2]
<i>t</i>
.
Có <i>P</i>2
<b>GTLN-GTNN CỦA MÔ ĐUN SỐ PHỨC KHƠNG ELIP </b>
<i><b>Thầy Lục Trí Tun – ĐT: 0972177717 </b></i>
<i><b>Ngõ 20, Hồ Tùng Mậu, Cầu Giấy, Hà Nội </b></i>
<i><b>Website: </b><b></b></i>
<b>1. ĐỊNH NGHĨA VÀ Ý NGHĨA</b>
Cho số phức <i>z</i> <i>a bi</i>, mô đun của <i>z</i> ký hiệu là <i>z</i> được tính bởi 2 2
| |<i>z</i> <i>a</i> <i>b</i>
Mỗi số phức <i>z</i> <i>a bi</i> được biểu diễn bởi điểm <i>M a b</i>( ; ) hay <i>OM</i>
Mỗi số phức <i>z</i> <i>a bi</i> có thể coi là một vecto <i>u</i>( ; )<i>a b</i>
Tổng (hiệu) hai số phức bằng tổng (hiệu) hai vecto
| | |<i>z</i> <i>u</i>|
<b>2. TÍNH CHẤT:</b>
2
.
<i>z</i> <i>zz</i> ; <i>z</i>2 <i>u</i>2; <i>z z</i><sub>1</sub>. <sub>2</sub> <i>z z</i><sub>1</sub> <sub>2</sub> ;
1 1
2 2
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i> ; <i>z</i> <i>z</i> ;
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>z</i> <i>z</i> ;
<i>z</i><sub>1</sub> <i>z</i><sub>2</sub> <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>2</sub> . Dấu “=” xảy ra khi <i>z</i><sub>1</sub> <i>k z</i>. <sub>2</sub> (<i>k</i> 0)
<i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>2</sub> <i>z</i><sub>1</sub> <i>z</i><sub>2</sub> . Dấu “=” xảy ra khi <i>z</i><sub>1</sub><i>k z</i>. <sub>2</sub> (<i>k</i> 0)
Cho <i>M N</i>, lần lượt biểu diễn hai số phức <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub>, thì <i>MN</i> <i>z</i>1<i>z</i>2
M biểu diễn <i>z</i> và I biểu diễn <i>z</i>0 thì <i>z</i><i>z</i>0 <i>R</i> M thuộc đường tròn tâm <i>I</i> bán kính
R.
M biểu diễn <i>z</i>, <i>F</i><sub>1</sub> biểu diễn <i>z</i><sub>1</sub> và <i>F</i><sub>2</sub> biểu diễn <i>z</i><sub>2</sub> thì <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 M thuộc
đường trung trực của <i>F F</i><sub>1</sub> <sub>2</sub>.
<b>3. MỘT SỐ DẠNG TOÁN ÁP DỤNG</b>
<i><b>Dạng 1:</b></i> Tìm <i>z</i> hoặc <i>z</i> thoả mãn phương trình <i>z f</i>. (| |)<i>z</i> <i>g z</i>(| |) nghĩa là phương trình bậc
nhất ẩn <i>z</i> chứa <i>z</i> .
<i>Cách giải</i>
+ Nhận biết: Phương trình đã cho chỉ có bậc nhất với <i>z</i> nhưng có thể đứng nhiều nơi, cịn lại là
+ Nhóm <i>z</i> sang một vế đưa về dạng: <i>z f</i>. (| |)<i>z</i> <i>g z</i>(| |) (*)
+ Lấy mô đun hai vế của (*) sử dụng tính chất <i>z z</i>1. 2 <i>z z</i>1 2 được phương trình ẩn là <i>z</i> .
+ Giải phương trình được <i>z</i> .
+ Thế <i>z</i> trở lại (*) giải ra <i>z</i>
<b>VÍ DỤ MINH HOẠ </b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho số phức <i>z</i> khác 0 thỏa mãn <i>z</i> 3<i>z</i>.<i>z</i> 1 <i>z</i>
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Ta thấy trong phương trình chỉ có bậc nhất với <i>z</i>, còn lại là <i>z</i> (chú ý là <i>z z</i>. <i>z</i>2).
Vậy đây là dạng tốn đang tìm hiểu!.
Chuyển hết <i>z</i> sang một vế ta được: <i>z</i>
Lấy mô đun 2 vế của (*) ta được: <i>z</i> (3 <i>z</i>21) 36 <i>z</i>2 2<i>z</i> 39 <i>z</i>2 1 2 (do
1
13
<i>z</i>
.
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn (2 <i>i z</i>) 10 1 2<i>i</i>
<i>z</i>
. Tìm <i>z</i>
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Điều kiện
2 <i>z</i> 1 <i>z</i> 2 .<i>z</i> 10
5<i>z</i>45 <i>z</i>2 10 <i>z</i> 1
<i><b>Ví dụ 3:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> 4 (1 <i>i z</i>) (4 3 )<i>z i</i> . Tìm <i>z</i>
2
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
Lấy mô đun 2 vế, suy ra <i>z</i> 10
<i><b>Ví dụ 4:</b></i> Tìm <i>z</i> biết (1 <i>i z</i>) 1 <i>i</i> 2
<i>z</i>
<i><b>Đáp số</b></i>:
<i><b>Đáp số</b></i>: <i>z</i> 1
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Quy đồng và dồn <i>z</i> về một vế ta được (1<i>i z z</i>)
Nhẩm thấy phương trình có nghiệm <i>z</i> 1, phương trình bậc 3 cịn lại vơ nghiệm với <i>z</i> 0.
<i><b>Dạng 2:</b></i> Cho |<i>z</i>1|<i>m</i>, |<i>z</i>2|<i>n</i> và |<i>az</i>1<i>bz</i>2 | <i>p</i> tính <i>q</i>|<i>cz</i>1<i>dz</i>2|.
<i>Cách giải</i>
Coi <i>z</i>1<i>u</i> và <i>z</i>2 <i>v</i> thì
2 2 2
| |
<i>u</i> <i>u</i> <i>m</i> , 2 2 2
| |
<i>v</i> <i>v</i> <i>n</i> và (<i>au</i><i>bv</i>)2 <i>p</i>2 ; (<i>cu</i><i>dv</i>)2 <i>p</i>2.
Khai triển:
2 2 2 2 2
2 .
<i>a</i> <i>b n</i>
<i>p</i> <i>m</i> <i>ab uv</i> (1)
2 2 2 2 2
2 .
<i>c</i> <i>d n</i>
<i>q</i> <i>m</i> <i>cd uv</i> (1)
<i>uv</i>
<i>cd</i> <i>ab</i>
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
. .
<i>cd p</i> <i>ab q</i> <i>cd a</i> <i>m</i> <i>b</i> <i>n</i> <i>ab c</i> <i>m</i> <i>d</i> <i>n</i>
2 2 2 2
. . ( ) ( )
<i>cd p</i> <i>ab q</i> <i>acm ad</i> <i>bc</i> <i>bdn</i> <i>bc</i> <i>ad</i>
2 2 2 2
. . ( )( )
<i>cd p</i> <i>ab q</i> <i>ad</i> <i>bc acm</i> <i>bdn</i>
Đặc biệt: Khi <i>a</i> <i>b</i> 1 và <i>c</i> <i>d</i> 1, ta có cơng thức hình bình hành
1 2 1 2 1 2
2 <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i>
<b>VÍ DỤ MINH HỌA </b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> cho các số phức thỏa mãn <i>z</i>1 1 ; <i>z</i>2 3 và <i>z</i>13<i>z</i>2 2. Tính <i>P</i> 2<i>z</i>13<i>z</i>2
241
<i>P</i>
1, 2
<i>z z</i> là các vector
2
1 3 2
4 <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i><sub>1</sub>29 <i>z</i><sub>2</sub> 26<i>u</i>.<i>v</i> (1)
Bây giờ khử là xong:
Nhân (1) với và nhân (2) với rồi trừ đi, được:
<i><b>Đáp số</b></i>:
2 2 2
2
1 2 1 2
2 3 4 9 12 .
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>u v</i> (2)
Nhân (1) với 2 rồi cộng với (2) ta được: 8<i>P</i>2 6 <i>z</i>1227 <i>z</i>2 2
2
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho hai số phức <i>z z</i>1, 2 thỏa mãn <i>z</i>1<i>z</i>2 5 và <i>z</i>1<i>z</i>2 3. Tìm GTLN của
1 2
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i><b>Đáp số</b></i> : max<i>P</i> 34
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: coi các số phức <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub> là các vector
2 2
1 2
25 <i>z</i> <i>z</i> 2 .<i>uv</i> (1) và 9 <i>z</i><sub>1</sub>2 <i>z</i><sub>2</sub>22<i>u</i>.<i>v</i> (2). Cộng (1) với (2) được 342
34
<i>P</i>
.
<i><b>Ví dụ 3:</b></i> Cho hai số phức <i>z z</i>1, 2 thỏa mãn <i>z</i>12<i>z</i>2 5 và 3<i>z</i>1<i>z</i>2 3. Tìm GTLN của
1 2
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i><b>Đáp số</b></i>: max 155
14
<i>P</i>
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: coi các số phức <i>z z</i>1, 2 là các vector
2 2
1 2
25 <i>z</i> 4 <i>z</i> 4<i>u</i>.<i>v</i> (1) và 99 <i>z</i>12 <i>z</i>226<i>u v</i>. (2). Nhân (1) với 3 và nhân (2) với 2 rồi
cộng lại ta có: 9321 2 2 .
Bây giờ áp dụng bất đẳng thức BNC cho <i>P</i>2 :
2
1 2
<i>P</i> <i>z</i> <i>z</i>
2
1 2
1 1
21 14
21 <i>z</i> 14 <i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
1 14 2
1 1
21
21 14 <i>z</i> <i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub>
155
14
155
14
<i>P</i>
.
<i><b>Dạng 3.</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i><i>z</i>0 <i>R</i>. Tìm GTLN của <i>P</i><i>a z</i><i>z</i>1 <i>b z</i><i>z</i>2 biết rằng
0 <i>z</i>1 0 <i>z</i>2
<i>z</i> <i>k z</i> , <i>k</i> 0 và
1 14 2
<i>Cách giải</i>
<b>Ý nghĩa hình học:</b> Cho điểm M chuyển động trên đường tròn tâm I bán kính R. Cho A, B là 2
điểm cố định thỏa mãn I nằm trong đoạn thẳng AB. Tìm giá trị lớn nhất của <i>P</i><i>aMA bMB</i> .
Trừ khi I là trung điểm của
AB, nếu không sử dụng
hình học để giải bài này là
nhiệm vụ khơng hề dễ
dàng. Ta sẽ dùng các tính
chất về mơ đun của số phức
để giải quyết bài tốn.
Ta có:
2
2
1 0 0 1
<i>z</i><i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i>
2 2
0 0 <i>z</i>1 2 .( )
<i>z</i> <i>z</i> <i>u</i>
<i>z</i> <i>kv</i>
(1)
2
2
0
2 0 2
<i>z</i><i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i><sub>0</sub>2 <i>z</i><sub>0</sub><i>z</i><sub>2</sub>22<i>u v</i>. (2)
với <i>u</i> là vector biểu diễn <i>z</i><i>z</i>0 và <i>v</i> là vector biểu diễn <i>z</i>0<i>z</i>2 với lưu ý <i>z</i>0<i>z</i>1 <i>k z</i>
Nhân (2) với <i>k</i> rồi cộng với
2 2
1 2
<i>z</i><i>z</i> <i>k z</i><i>z</i>
0 2
(1<i>k</i>) <i>R</i> <i>k z</i> <i>z</i> (không đổi)
Ap dụng bất đẳng thức BNC cho <i>P</i>2, ta có:
2
1 2
<i>P</i> <i>a z</i><i>z</i> <i>b z</i><i>z</i>
2
1 2
<i>b</i>
<i>a z</i> <i>z</i> <i>k z</i> <i>z</i>
<i>k</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2
2 2
2
1 2
<i>b</i>
<i>k</i>
<i>a</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i>k</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub>2</sub> <sub>2</sub> 2
0 2
(1 )
<i>b</i>
<i>P</i> <i>a</i> <i>k</i> <i>R</i> <i>k</i> <i>z</i> <i>z</i>
<i>k</i>
<sub></sub> <sub></sub>
.
Vậy, với công thức cồng kềnh như vậy rất khó nhớ, cho nên các em nên nhớ cách làm của nó.
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> 1 2. Tìm GTLN của <i>T</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> 2 <i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>:
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Tâm I đường trịn trong giải thiết là <i>z</i><sub>0</sub> 1, bán kính <i>r</i> 2. Điểm A và B ứng với
hai số phức <i>z</i><sub>1</sub> <i>i</i> và <i>z</i><sub>2</sub> 2 <i>i</i>. Dễ thấy rằng <i>z</i><sub>0</sub><i>z</i><sub>1</sub>
2 2
1 1
<i>z</i><i>i</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> 12 1 <i>i</i>2 2<i>u v</i>. (1)
2 2
2 1 1
<i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> 12 1 <i>i</i>2 2<i>u v</i>. (2). Với
2 2 2
2 2 1 4
<i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>z</i>
2
2
<i>T</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> <i>i</i> 2
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> 1 2<i>i</i> 2. Tìm GTLN của <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i> 3 6<i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>: max<i>T</i> 3 7
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Ta có
2 2
1 2 1 2
<i>z</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>i</i> <i>z</i> 1 2<i>i</i>2 1 2<i>i</i>22<i>u</i>.<i>v</i> (1)
2 2
3 6 1 2 2 4
<i>z</i> <i>i</i> <i>z</i> <i>i</i> <i>i</i> <i>z</i> 1 2<i>i</i>24 1 2 <i>i</i>24<i>u</i>.<i>v</i> (2). Với
2 2
2 <i>z</i> <i>z</i> 3 6<i>i</i> 3 <i>z</i> 1 2<i>i</i>26 1 2 <i>i</i>2
Áp dụng bất đẳng thức BNC:
2
3 6
<i>T</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>i</i>
2
1
2 3 6
2 <i>z</i> <i>z</i> <i>i</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
1
1 2 3 6
2 <i>z</i> <i>z</i> <i>i</i>
<sub></sub> <sub></sub>
và .
<i><b>Dạng 4.</b></i> Cho số phức <i>z</i> thõa mãn 0
<i>z</i> <i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
, (<i>k</i> 0) hay dạng tương đương 0
2
<i>z</i> <i>z</i> <i>k z</i> , (
0
<i>k</i> ). Tìm GTLN, GTNN của <i>T</i> <i>z</i> .
<i>Cách giải</i>
Áp dụng bất đẳng thức <i>z</i>1 <i>z</i>2 <i>z</i>1<i>z</i>2 , ta có
2 <sub>2</sub>
0 <i>z</i>0
<i>z</i> <i>z</i> <i>z</i> . Mặt khác, 0
2
<i>z</i> <i>z</i> <i>k z</i>
2
0
<i>z</i> <i>z</i> <i>k z</i>
2
0
<i>z</i>
<i>z</i> <i>k z</i>
<i>k</i> <i>z</i>
2
0
2
0
0
0
<i>z</i> <i>k z</i> <i>z</i>
<i>k z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
0 0
4 4
2 2
<i>k</i> <i>k</i> <i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i> <i>k</i> <i>z</i>
. Đánh giá 1 lần đối với hàm 2 biến đảm bảo dấu “=”
xảy ra. Tôi không giải chi tiết ở đây.
Vậy
2
0
min 4
2
<i>k</i> <i>k</i> <i>z</i>
<i>T</i> và
2
0
max 4
2
<i>k</i> <i>z</i>
<i>k</i>
<i>T</i>
<b>VÍ DỤ MINH HỌA</b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> 4<i>i</i> 2
<i>z</i>
. Gọi <i>M m</i>, lần lượt là GTLN và GTNN của <i>z</i> .
Tính
<i><b>Đáp số</b></i>: <i>T</i> 2 5
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: <i>z</i> 4<i>i</i> 2
<i>z</i>
2
4 2
<i>z</i> <i>i</i> <i>z</i>
. Áp dụng bất đẳng thức <i>z</i>1 <i>z</i>2 <i>z</i>1<i>z</i>2 , ta có
2 <sub>2</sub>
4 <i>z</i> 4
<i>z</i> <i>i</i> 2 <i>z</i> <i>z</i>2 4 2 <i>z</i> 1 5 <i>z</i> 1 5.
Vậy <i>M</i> 1 5 và <i>m</i> 1 5 . Do đó <i>T</i> 2 5
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn (1<i>i z</i>) 21 2 <i>i</i> 2 <i>z</i> . Tìm GTLN, GTNN của <i>T</i> <i>z</i> .
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Ta có thể đưa về dạng quen thuộc bằng cách chia cả hai vế cho 1<i>i</i> , ta được
Áp dụng bất đẳng thức <i>z</i>1 <i>z</i>2 <i>z</i>1<i>z</i>2 , ta có
2 5 2 1 2
1
2
<i>i</i>
<i>z</i>
<i>i</i>
<i>z</i> <i>z</i>
2 10
2
<i>z</i> <i>z</i>
<i>z</i>
1 1 2 10 <i>z</i> 1 1 2 10 .
Vậy max<i>T</i> 1 1 2 10 và min<i>T</i> 1 1 2 10
<i><b>Dạng 5.</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z z</i>1. <i>z</i>2 <i>k</i> 0. Tìm GTLN, GTNN của <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i>0
<i>Cách giải</i>
<b>Ý nghĩa hình học:</b> Gọi M là điểm biểu diễn <i>z</i>, có <i>z z</i>1. <i>z</i>2 <i>k</i>
2
1 1
<i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
<i>I</i> biểu diễn 2
1
<i>z</i>
<i>z</i> và <sub>1</sub>
<i>k</i>
<i>R</i>
<i>z</i>
. Vậy M chuyển động trên đường trịn tâm <i>I</i> bán kính R. Gọi A là
điểm biểu diễn <i>z</i>0 thì <i>T</i> <i>AM</i> . Bài toán trở thành: “cho M di chuyển trên đường trịn tâm I
bán kính R và A là điểm cố định. Tìm GTLN, GTNN của AM”
Như vậy, nhìn vào hình vẽ ta thấy ngay:
min<i>T</i> <i>AI</i> <i>R</i> 2
1 1
<i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
1 0 2
1
.
<i>z z</i> <i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
2
0
1 1
<i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>z</i>
1 0 2
1
.
<i>z z</i> <i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
0
<i>z</i> vào phương trình đường trịn
<b>Lưu ý:</b><i>Khơng phải phương trình đường trịn nào cũng có </i>
<i>dạng </i> <i>z z</i>1. <i>z</i>2 <i>k</i> 0<i>, mà đôi khi nó ở dạng </i>
1 2 1 3
<i>z z</i><i>z</i> <i>z z</i><i>z</i> <i>với </i> <i>z</i>1 <i>z</i>2 <i>. Do đó, để kiểm tra điều </i>
<i>kiện giả thiết là phương trình đường tròn hay đường </i>
<i>thẳng trong trường hợp lạ, cách tốt nhất là gọi z</i> <i>x</i> <i>yi rồi thay vào giả thiết để biết </i>
<b>VÍ DỤ MINH HỌA </b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> 1 2<i>i</i> 4. Tìm GTLN. GTNN của <i>T</i> <i>z</i> 1 <i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>: min<i>P</i> 4 13 và max<i>P</i> 4 13
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Viết T dạng <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i>0 thì <i>z</i>0 1 <i>i</i>. Thay vào phương trình đầu ta được
0 1 2 2 3
<i>z</i> <i>i</i> <i>i</i> .
Vậy min<i>P</i> 4 13 và max<i>P</i> 4 13
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn 2<i>iz</i> 1 3<i>i</i> 1. Tính GTLN, GTNN của <i>T</i> <i>z</i> 2 3<i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>: min 5 2 1
2
<i>P</i> và m x 5 1
2
a <i>P</i> 2 .
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Viết T dạng <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i>0 thì <i>z</i>0 2 3<i>i</i>. Thay <i>z</i>0 vào 2<i>iz</i> 1 3<i>i</i> ta được
0
2<i>iz</i> 1 3<i>i</i> 7 <i>i</i> 5 2.
Vậy min 5 2 1
2
<i>P</i> và m x 5 1
2
a <i>P</i> 2
<i><b>Ví dụ 3:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn 2<i>z</i> 1 <i>z</i> 2<i>i</i> . Tìm GTLN, GTNN của <i>T</i> <i>z</i> 1 2<i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>:
3 3
và
3 3
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Gọi <i>z</i> <i>x</i> <i>yi</i> (<i>x y</i>, ), và
2 2
3<i>x</i> 3<i>y</i> 4<i>x</i> 4<i>y</i> 3 0
2 2 2 2
1 0
3 3
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i>
.
Vậy <i>M</i> nằm trên đường tròn tâm 1 1;
3 3
<i>I</i><sub></sub> <sub></sub>
bán kính
11
3
<i>R</i> .
Có <i>T</i> <i>z</i> 1 2<i>i</i> <i>AM</i> với
Vậy
3 3
và
3 3
<i><b>Dạng 6.</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 . Tìm GTNN của <i>T</i> <i>z</i> <i>z</i>0 .
<i>Cách giải</i>
<b>Ý nghĩa hình học:</b> Điều kiện <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 thực chất
là phương trình đường thẳng.
Nếu ta gọi <i>M</i> là điểm biểu diễn <i>z</i>, <i>A</i> là điểm biểu
diễn <i>z</i>1 và <i>B</i> biểu diễn <i>z</i>2 thì giả thiết tương đương với
<i>MA</i><i>MA</i> hay <i>M</i> nằm trên trung trực của <i>AB</i>. Gọi <i>I</i>
là điểm biểu diễn <i>z</i>0 thì <i>T</i> <i>IM</i> .
Vậy <i>IM</i> nhỏ nhất khi <i>M</i> là hình chiếu vng góc của
<i>I</i> lên <i>d</i> . Giá trị nhỏ nhất bằng min<i>T</i> <i>d I d</i>
<b>Lưu ý:</b> Không phải phương trình đường thẳng nào cũng có dạng <i>z</i><i>z</i>1 <i>z</i> <i>z</i>2 , cho nên khi
gặp giả thiết lạ, cách tốt nhất để nhận biết giả thiết là đường thẳng hay đường tròn là gọi
<i>z</i> <i>x</i> <i>yi</i> rồi thay vào phương trình.
<b>VÍ DỤ MINH HỌA </b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho số phức <i>z</i> thỏa mãn <i>z</i> <i>i</i> 1 <i>z</i> 2<i>i</i> . Tìm GTNN của <i>z</i> .
<i><b>Đáp số</b></i>: min 1
2
<i>z</i> .
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Gọi <i>z</i> <i>x</i> <i>yi</i> thì
2 2
(<i>x</i> 1) (<i>y</i> 1)
2 2
( 2)
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i> 1 0 (d). Vậy M di chuyển trên (d).
Có <i>z</i> <i>OM</i> , do đó <i>z</i> nhỏ nhất bằng ( ; ) 1
2
<i>d O d</i> .
<i>z</i> 3
1
<i>T</i> <i>z</i> <i>i</i>
<i><b>Đáp số</b></i>: min<i>T</i> 3 2
<i>z</i> <i>i</i>
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Gọi <i>z</i> <i>x</i> <i>yi</i>, ta có 3
3<i>x</i> 3<i>y</i> 9 <i>x</i> <i>y</i> 1 0
<i>x</i> <i>y</i> 4 0 (d). Vậy nếu gọi M là điểm biểu diễn <i>z</i> thì M
chạy trên đường thẳng (d).
Gọi
đến (d). Vậy min 1 1 4 3 2
2
<i>T</i>
<i><b>Dạng 7.</b></i> Cho hai số phức <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub> thỏa mãn <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>1</sub>* <i>R</i> và <i>z</i><sub>2</sub><i>z</i><sub>2</sub>* <i>z</i><sub>2</sub><i>z</i><sub>3</sub>* , với <i>z z z</i><sub>1</sub>*, *<sub>2</sub>, <sub>3</sub>* cho
trước. Tìm GTNN của <i>T</i> <i>z</i>1<i>z</i>2
<i>Cách giải</i>
<b>Ý nghĩa hình học:</b> Gọi M, N là các điểm biểu
diễn <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub>. Giả thiết <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>1</sub>* <i>R</i>tương đương
với M thuộc đường tròn tâm I bán kính R (gọi
là đường trịn (C)). Giả thiết <i>z</i><sub>2</sub><i>z</i>*<sub>2</sub> <i>z</i><sub>2</sub><i>z</i><sub>3</sub>*
tương đương với N thuộc đường thẳng (d).
Bài tốn trở thành tìm M thuộc (C) và N
thuộc (d) sao cho <i>T</i> <i>MN</i> ngắn nhất.
Từ hình vẽ ta thấy ngay giá trị nhỏ nhất của
Vậy min<i>T</i> <i>d I d</i>
<b>VÍ DỤ MINH HỌA </b>
<i><b>Ví dụ 1:</b></i> Cho hai số phức <i>z z</i>1, 2 thỏa mãn <i>z</i>1 5 5 và <i>z</i>2 1 3<i>i</i> <i>z</i>2 3 6<i>i</i> . Tìm giá trị nhỏ
nhất của <i>T</i> <i>z</i>1<i>z</i>2 .
<i><b>Đáp số</b></i>: min 5
2
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: <b>:</b> Gọi M, N là các điểm biểu diễn <i>z z</i>1, 2. Giả thiết <i>z</i>1 5 5 tương đương M thuộc
đường tròn tâm
thẳng (d): 8<i>x</i>6<i>y</i>350. Vậy
2 2
.
<i><b>Ví dụ 2:</b></i> Cho hai số phức <i>z z</i><sub>1</sub>, <sub>2</sub> thỏa mãn <i>z</i>1 4 3<i>i</i> 2 và <i>z</i>2 2 3<i>i</i> <i>z</i>2 1 2<i>i</i> . Tìm giá trị
nhỏ nhất của <i>T</i> <i>z</i><sub>1</sub><i>z</i><sub>2</sub> .
<i><b>Đáp số</b></i>: min 23 34 2
34
<i>MN</i>
<i><b>Hướng dẫn</b></i>: Gọi M, N là các điểm biểu diễn <i>z z</i>1, 2. Giả thiết <i>z</i>1 4 3<i>i</i> 2 tương đương M
thuộc đường trịn tâm
đường thẳng (d): 3<i>x</i>5<i>y</i> 4 0. Vậy
34
23 34 2
34
.
<b>Lời kết: </b>
Các bài tốn trên có thể giải bằng phương pháp đại số bằng cách rút một ẩn theo ẩn còn
lại từ giả thiết để thay vào biểu thức cần đánh giá thành hàm số dạng . Sau đó
tìm GTLN, GTNN của trên miền xác định của .
Các đánh giá đảm bảo chặt chẽ cần chứng tỏ có đẳng thức (dấu “=”) xảy ra. Để tránh