Thứ sáu, 22/11/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Toán Chuyên đề Toán 12 Bài 4: Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của môđun số phức có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 4: Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của môđun số phức có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 4: Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của môđun số phức có đáp án

  • 532 lượt thi

  • 20 câu hỏi

  • 45 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Cho số phức z  thỏa mãn z34i=1. Môđun lớn nhất của số phức z  bằng
Xem đáp án

Chọn B

Cho số phức z  thỏa mãn trị tuyệt đối z - 3 - 4i = 1. Môđun lớn nhất của số phức z  bằng (ảnh 1)

Gọi M(x;y), I(3;4) là các điểm biểu diễn lần lượt cho các số phức z; 3 + 4i. Từ giả thiết z34i=1MI=1

Tập hợp các điểm M biểu diễn số phức z thỏa mãn giả thiết là đường tròn tâm I(3;4), bán kính r = 1.

Mặt khác z=OM. Mà OM đạt giá trị lớn nhất bằng OI + r, khi M là giao điểm của đường thẳng OM với đường tròn tâm I(3;4), bán kính r. Hay M185;245

Do đó, maxz=OI+r=5+1=6, khi z=185+245i

Câu 2:

Trong các số phức z  thỏa mãn z24i=z2i, số phức z có môđun nhỏ nhất là
Xem đáp án

Chọn C

Trong các số phức z  thỏa mãn trị tuyệt đối z - 2 - 4i = trị tuyệtđối z - 2i, số phức z có môđun nhỏ nhất là (ảnh 1)

Đặt z=x+yi x,y. Khi đó z24i=z2ix+y4=0 d

Vậy tập hợp điểm M biểu diễn số phức z là đường thẳng d

Do đó z=OM nhỏ nhất khi M là hình chiếu của O trên d

Suy ra M(2;2)  hay z = 2 + 2i


Câu 3:

Cho số phức z thỏa mãn z+3+z3=10. Giá trị nhỏ nhất của z
Xem đáp án

Chọn B

Gọi F13;0, F23;0 có trung điểm là O(0;0). Điểm M  biểu diễn số phức z

Theo công thức trung tuyến thì z2=OM2=MF12+MF222F1F224

Ta có MF12+MF22MF12+MF2222=50

Đẳng thức xảy ra khi 

MF1=MF2MF1+MF2=10M4;0M4;0minz=502364=4

Khi z = 4i  hoặc z = -4i


Câu 4:

Xét số phức z  thỏa mãn 4z+i+3zi=10. Tổng giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của z
Xem đáp án

Chọn D

Gọi A(0;-1), B(0;1) đoạn thẳng AB  có trung điểm O(0;0) . Điểm M biểu diễn số phức z

Theo công thức trung tuyến z2=OM2=MA2+MB22AB24

Theo giả thiết 4MA+3MB=10. Đặt MA=aMB=104a3

Khi đó MAMB=107a3AB=26107a647a167

Ta có MA2+MB2=a2+104a32=5a82+369

Do 3675a824705a8257649 nên

MA2+MB24MA2+MB226049z1z28149z97

Đẳng thức z=1 khi z=±2425+725i. Đẳng thức z=97 khi z=97i

Vậy tổng giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của z là 167

Câu 5:

Cho z  là số phức thay đổi thỏa mãn z2+z+2=42. Trong mặt phẳng tọa độ gọi M, N là điểm biểu diễn số phức z và z¯. Giá trị lớn nhất của diện tích tam giác OMN là
Xem đáp án

Chọn D

Đặt z=x+yix,yz¯=xyi

Gọi F12;0, F22;0, Mx;y, Nx;y lần lượt là các điểm biểu diễn các số phức 2;2;z;z¯

Do M, N là điểm biểu diễn số phức zz¯ nên suy ra M, N  đối xứng nhau qua Ox.

Khi đó SΔOMN=xy

Ta có F1F2=2c=4c=2. Theo giả thiết ta có MF1+MF2=42, tập hợp điểm M  thỏa điều kiện trên là elip có trục lớn 2a=42a=22; trục bé 2b=2a2c2=284=4b=2

Nên elip có phương trình E:x28+y24=1

Do đó 1=x28+y242x28.y24=xy22SΔOMN=xy22

Đẳng thức xảy ra khi x=2y=2

Câu 6:

Cho z số phức thỏa mãn z+i=z¯+2+i. Giá trị nhỏ nhất của P=i1z+42i
Xem đáp án

Chọn C

Cho số phức z thỏa mãn trị tuyệt đối z + i = trị tuyệt đối z ngang + 2 + i. Giá trị nhỏ nhất của P = trị tuyệt đối (i - 1)z + 4 - 2i là (ảnh 1)

Gọi z=x+yix,y; Mx;y là điểm biểu diễn số phức z

Ta có z+i=z¯+2+ix+y+1i=x+2y1i

x2+y+12=x+22+y12xy+1=0 Δ

Ta có P=i1z+42i=i1z+42ii1=2z3i

=2x32+y12=2MA, với A=3;1

Pmin=2MAmin=2dA,Δ=231+112+12=3

Đẳng thức xảy ra khi M  là hình chiếu vuông góc của A  trên đường thẳng Δ hay M32;52z=32+52i


Câu 7:

Cho hai số phức z1, z2 thỏa mãn z1+z2=6z1z2=2. Gọi M, m  lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức P=z1+z2. Khi đó môđun của số phức M + mi là
Xem đáp án

Chọn A

Cho hai số phức z1, z2 thỏa mãn trị tuyệt đối z1 + z2 = 6 và trị tuyệt đối z1 - z2 = 2. Gọi M, m  lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức (ảnh 1)

Ta gọi A, B lần lượt là các điểm biểu diễn của các số phức z1, z2

Từ giả thiết z1+z2=6OA+OB=6OI=3 với I là trung điểm của đoạn thẳng AB

z1z2=2OAOB=2AB=2

Ta có OA2+OB2=2OI2+AB22=20

P=z1+z2=OA+OBP212+12OA2+OB2=40

Vậy maxP=210=M

Mặt khác, P=z1+z2=OA+OBOA+OB=6

Vậy minP=6=m

Suy ra M+mi=40+36=76


Câu 8:

Cho số phức z  thỏa mãn z2+iz+13i=5. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức P=z+14i bằng
Xem đáp án

Chọn B

Cho số phức z  thỏa mãn trị tuyệt đối z - 2 + i - trị tuyệt đối z + 1 - 3i = 5. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức P = trị tuyệt đối z + 1 - 4i bằng (ảnh 1)

Gọi Mx;y là điểm biểu diễn số phức z; gọi A2;1, B1;3 là điểm biểu diễn số phức 2i; 1+3i. Ta có AB = 5

Từ giả thiết z2+iz+13i=5

x22+y+12x+12+y32=5MAMB=5MAMB=ABMA=MB+AB

Suy ra M, A, B thẳng hàng ( B nằm giữa M và A). Do đó quỹ tích điểm M  là tia Bt  ngược hướng với tia BA

P=z+14i=x+12+y42 với C1;4P=MC

Ta có AB=3;4 phương trình đường thẳng AB:4x+3y5=0

CH=dC,AB=41+3.4542+32=35, CB=1+12+342=1

Do đó minP=CH=35 khi H là giao điểm của đường thẳng AB và đường thẳng đi qua điểm C và vuông góc với AB


Câu 9:

Cho số phức z=x+yi x,y thỏa mãn z¯+23iz2+i5. Gọi m, M  lần lượt là giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của biểu thức P=x2+y2+8x+6y. Giá trị m + M  là
Xem đáp án

Chọn A

Cho số phức z = x + yi (x, y thuộc R) thỏa mãn trị tuyệt đối z ngang + 2 - 3i nhỏ hơn bằng trị tuyệt đối z - 2 Gọi m, M  lần lượt là giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất của biểu thức (ảnh 1)

Gọi N(x;y) là điểm biểu diễn cho số phức z = x + yi

Ta có z¯+23iz2+i2x+y+20

z2+i5x22+y+1225 (hình tròn tâm I(2;-1)  bán kính r=5);

Tập hợp các điểm biểu diễn số phức z  thỏa mãn điều kiện z¯+23iz2+i5 thuộc miền (T) (xem hình vẽ với A2;2,B2;6).

Ta có P+25=x+42+y+32

P+25=x+42+y+32=NJ (với J(-4;-3) ) .

Bài toán trở thành tìm điểm N  thuộc miền (T)  sao cho NJ  đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất.

Ta có IJrNJJB2105P+2535402010P20P đạt giá trị nhỏ nhất khi N là giao điểm của đường thẳng JI với đường tròn tâm I(2;-1)  bán kính r = 5 và NJ=2105

P đạt giá trị lớn nhất khi NB

Vậy m+M=602010


Câu 11:

Trong các số phức z thỏa mãn điều kiện z24i=z2i, số phức z  có môđun nhỏ nhất là
Xem đáp án

Chọn C

Gọi z=a+bi a,b

z24i=z2ia2+b4i=a+b2iab+4=0z=4b+biz=4b2+b2=2b22+822

Suy ra minz=22b=2a=2z=2+2i


Câu 12:

Cho số phức z  thỏa mãn z1z2i=1, biết z+325i đạt giá trị nhỏ nhất. Giá trị của z bằng
Xem đáp án

Chọn C

Gọi z=a+biz2ia,b

z1z2i=1z1=z2i2a4b+3=02a+3=4bz+325i=2b2+b52=5b12+2025

Suy ra minz+325i=25a=12b=1z=12+i

Vậy z=52


Câu 13:

Cho hai số phức z1, z2 thỏa mãn z1z2=3+4iz1+z2=5. Giá trị lớn nhất của biểu thức z1+z2
Xem đáp án

Chọn D

Ta có 2z12+z22=z1+z22+z1z22=52+32+42=50

Sử dụng bất đẳng thức Cauchy – Schwarz, ta có

z1+z22z12+z22=50=52

Gọi z1=x+yi, z2=a+bi; a, b, x, y

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi z1z2=3+4iz1+z2=5z12+z22=25z1=z2

x=72y=12a=12b=72. Hay z1=72+12i; z2=1272i

Thay z1,z2 vào giả thiết thỏa mãn.

Vậy, giá trị lớn nhất của biểu thức z1+z2 bằng 52


Câu 14:

Cho số phức z  thỏa mãn z=1. Giá trị lớn nhất của biểu thức P=1+z+31z bằng
Xem đáp án

Chọn A

Ta có P12+321+z2+1z2=2012+z2=210

Đẳng thức xảy ra khi

z=11+z=1z3x2+y2=1x2+y2+1+5x2=0x=45y=±35z=45±35i

Vậy maxP=210


Câu 15:

Cho số phức z  thỏa mãn z1+2i=2. Giá trị lớn nhất của z+3i bằng
Xem đáp án

Chọn B

Ta có z+3i=z1+2i+43iz1+2i+43i=7

Đẳng thức xảy ra khi z1+2i=k43i,k>0z1+2i=2z=135165i

Vậy giá trị lớn nhất của z+3i bằng 7.


Câu 16:

Cho số phức z thỏa mãn điều kiện z3+4i=4. Gọi M  và m  là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của môđun số phức z . Giá trị của M.m bằng
Xem đáp án

Chọn A

Ta có z=z3+4i+34iz3+4i+34i=4+5=9=M

Đẳng thức xảy ra khi z3+4i=k34i,k>0z3+4i=4k=45z=275365i

Mặt khác z=z3+4i+34iz3+4i34i=45=1=m

Đẳng thức xảy ra khi z3+4i=k34i,k<0z3+4i=4k=45z=3545i


Câu 17:

Cho số phức z thỏa mãn z2+4=zz+2i. Giá trị nhỏ nhất của z+i bằng
Xem đáp án

Chọn C

Ta có z2+4=zz+2iz+2iz2i=zz+2i

 z+2i.z2i=z.z+2iz+2i=0z=z2iz=2iz=z2iz=2iz=a+i,a

Do đó z+i=2i+i=1z+i=a+i+i=a2+42minz+1=1

Câu 18:

Tìm số phức z thỏa mãn z1z¯+2i là số thực và z đạt giá trị nhỏ nhất.
Xem đáp án

Chọn D

Gọi z=a+bi; a, b

Ta có z1z¯+2i=a1ab2b+2a+b2i

Do đó z1z¯+2i là số thực 2a+b2=0b=22a

Khi đó z=a2+22a2=5a452+45255

Đẳng thức xảy ra khi a=45b=25

minz=255a=45b=25. Vậy z=45+25i

Câu 19:

Cho số phức z thỏa mãn điều kiện z1=2. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức T=z+i+z2i
Xem đáp án

Chọn B

Đặt z=x+yi x,y ta có

z1=2x1+yi=2x12+y2=2

x12+y2=2x2+y2=2x+1 (*).

Lại có

T=z+i+z2i=x+y+1i+x2+y1i=x2+y2+2y+1+x2+y24x2y+5

Kết hợp với (*) ta được

T=2x+2y+2+62x2y=2x+y+2+62x+y

Đặt T = x + y, khi đó T=ft=2t+2+62t với t1;3

Cách 1:  Sử dụng phương pháp hàm số

Ta có f't=12t+2162t; f't=0t=1

f1=4,f1=22,f3=22. Vậy maxft=f1=4

Cách 2: Sử dụng phương pháp đại số

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy – Schwarz ta có

T=2t+2+62t1+1.8=4

Đẳng thức xảy ra khi t = 1


Câu 20:

Cho số phức z thỏa mãn z=1. Gọi M và m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của z+1+z2+z+1. Khi đó giá trị của M + m bằng
Xem đáp án

Chọn B

Đặt z=a+bia,bt=z+1. Khi đó

t2=z+1z¯+1=z2+1+z+z¯=2+2aa=t222

Ta có

z2+z+1=a2b2+2abi+a+bi+1=a2+1b2+a+b2a+1i=2a2+a2+b22a+12=a22a+12+1a22a+12

=2a+1=t21

z+1+z2+z+1=t+t21 (với 0t2, do a21).

Xét hàm số ft=t+t21 với t0;2

Trường hợp 1: t0;1ft=t+1t2=t2+t+1f12=54

và có f0=f1=1 nên max0;1ft=54min0;1ft=1

Trường hợp 2: t1;2ft=t+t21=t2+t1,f't=2t+1>0,t1;2

Do đó hàm số luôn đồng biến trên 1;2M=max0;2ft=5m=min0;2ft=1M+m=6

Vậy M=max0;2ft=5m=min0;2ft=1M+m=6

Bắt đầu thi ngay