YOMEDIA
NONE
  • Câu hỏi:

    Cho số phức \(z\) thỏa mãn \(\left| z+1 \right|\ge 1\). Gọi GTLN và GTNN 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. \(8+4\sqrt{3}.\)        
    • C. \(6\).
    • D. \(8-4\sqrt{3}.\)        

    Lời giải tham khảo:

    Đáp án đúng: C

    +) 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:

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

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

    Chọn C

    ADSENSE

Mã câu hỏi: 465081

Loại bài: Bài tập

Chủ đề :

Môn học: Toán Học

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

 
YOMEDIA

Hướng dẫn Trắc nghiệm Online và Tích lũy điểm thưởng

 

 

CÂU HỎI KHÁC

AANETWORK
 

 

YOMEDIA
AANETWORK
OFF