高中数学奥赛辅导教材(共十讲)精品

2025-04-27

【思路分析】可根据复平面内点的轨迹的定义;也可根据m、n的取值讨论进行求解. 【略解】由复平面内点的轨迹的定义,得

方程①在复平面上表示以点?ni,mi为焦点的椭圆,n?0,故?n?0.这表明,至少有

一焦点在下半虚轴上,可见(A)不真. 又由方程①,椭圆的长轴之长为n, ∴|F1F2|

又因椭圆与双曲线共焦点,必有椭圆的长轴长大于双曲线的实轴长,即|n|?|m|.

故在图(B)与(D)中,均有F1 : -ni,F2 : mi,且m?0. 由方程②,双曲线上的点应满足,到F2点的距离小于该点到F1点的距离. 答案:(B) 【别解】仿上得n>0.

(1)若n?0,m?0.这时,在坐标平面上,F1(0,-n),F2(0,m),只可能为图象

(C),但与|F1F2|<长轴n,而|OF1|=n矛盾.

(2)若n?0,m?0.这时,F1(0,?n),F2(0,m)均在y轴的下半轴下,故只能为图象(B)

与(D). 又因椭圆与双曲线共焦点,必有椭圆的长轴长大于双曲线的实轴长,即|n|>|m|. 故在(B)与(D)中,均有F1 : -ni;F2 : mi,且m<0. 由方程②,双曲线上的点应满足到F2点的距离小于该点到F1点的距离. 答案:(B) 【评述】(1)本题涉及的知识点:复数的几何意义,复平面上的曲线与方程,椭圆,双曲线,

共焦点的椭圆与双曲线,讨论法.

(2)本题属于读图题型. 两种解法均为基本方法:解法中前者为定义法;后者为分类讨论法.

例2:若z?C,arg(z?4)?25?6,arg(z2?4)??3,则z的值是 . 【思路分析】本题可由已知条件入手求出复数z的模,继而求出复数;也可由几何意义入手

来求复数z. 【略解】令z?4??1(cosz225?6?isin5?6), ①

?4??2(cos?3?isin?3), ②

(?1?0,?2?0)

12323212①—②得 8?(

?2??1)?i(?2?46

?1),

?31?2??1?0,??22 解得???3?1?2??1?8,?2?22①+②得 2z?4(?1?2?4,?1?43,代入后,

3i),

?z??2(cos?3?isin?3)??(1?23i).

【别解】如图I—1—8—2,OD?z.

过D作与实轴平行的直线AB,取AD=BD=4,

则OA?z?xOA?2?4,OB?z2?4.5?6,?xOB??3.从而?BOA??2.在Rt?AOB中,|AD|?|DB|?|OD|?4,?xOD??xOB??BOD?2?xOB?22?3

,

?z?4(cos2?3?isin2?3),?z??2(cos??(1??33i)?isin?3)【评述】本题的两种解法中,前者应用了复数的三角形式;后者应用了复数的几何意义,数

形结合,形象直观. 例3:x的二次方程x?z1x?z2?m?0中,z1、z2、m均是复数,且z1?4z2?16?20i.

设这个方程的两个根为?、?,且满足|???|?27. 求|m|的最大值和最小值. 【解法1】根据韦达定理有

???????z1,????z2?m.222

图I—1—8—3

2

?(???)?(???)?4???z1?4z2?4m,

247

?|???|?|4m?(z1?4z2)|?28.22

?|m?14(z1?4z2)|?7,2

即|m?(4?5i)|?7.

这表明复数m在以A(4,5)为圆心,以7为半径的圆周上如图I—1—8—3所示.

?|OA|?42?52?延长交⊙A于两点B与41?7,故原点O在⊙A之内. 连接OA,

C,则|OB|=|OA|+|AB|=41?7为|m|最大值.

|OC|=|CA|-|AO|=7-41为|m|最小值. ∴|m|的最大值是41?7,|m|的最小值是7-41.

【解法2】同解法1,得 |m?(4?5i)|?7, 令m?x?yi(x,y?R).

?x?7cos??4, 则??y?7sin??5.?|m|?x22

?y2?90?56cos??70sin?

?90?14?90?1441(441cos??541sin?)

41sin(???),其中sin??441.

∴ |m|的最大值=90?14 |m|的最小值=90?1441?7?41,

41?7?41.

??????z1【解法3】根据韦达定理,有?

???z?m.2?

(???)?(???)?4???z1?4z2?4m, ∴ |???|?|4m?(z1?4z2)|?|4m?(16?20i)|?28.

22222 48

即|m?(4?5i)|?7.?|m|?|m?(4?5i)?(4?5i)|?|m?(4?5i)|?|4?5i|

?7?

41.

等号成立的充要条件是m?(4?5i)与(4?5i)的辐角主值相差?,即

441?541i),所以当m?(?7?41)(441?541i)时,|m|取最小值7?m?(4?5i)??7(41.

【评述】三种解法,各有千秋. 解法1运用数形结合法,揭示复数m的几何意义,直观清晰;

解法2则活用三角知识,把56cos??70sin?化为角“???”的正弦;解法3运用不等式中等号成立的条件获得答案;三种解法从不同侧面刻面了本题的内在结构特征. 例4:若M?{z|z?

t1?t?i1?tt,t?R,t??1,t?0},N?{z|z?2

( )

[cos(arcsint)?icos(arccost)],t?R,|t|?1},则M?N中元素的个数为

A.0 B.1 C.2 D.4 解法同本章一的练习第4题.

例5:设复数z1,z2满足|z1|?|z1?z2|?3,|z1?z2|?33,则

log2|(z1z2)2000?(z1z2)2000|? .

2000【思路分析】应先设法求出(z1z)【评述】由题设知

9?|z1?z2|?|z1|222?(z1z2)2000的值.

?|z2|22?z1z2?z1z2,2

29?|z1?z2|?|z1|?|z2|?(z1z2?z1z2).

因为|z1|?3,故|z2|?3,z1z2?z1z2??9,并且|z1z2|?|z1z2|?9.

设z1z2?9(cos??isin?),则z1z2?9(cos??isin?).

由?9?z1z2?z1z2?18cos?,得cos???12.

于是z1z2?9?或者z1z2?9?这里???12?32i.2

49

当z1z2?9?时,可得(z1z2)故log22000?(z1z2)2000??92000,|(z1z2)2000?(z1z2)2000

|?4000.

2当z1z2?9?时,可得同样结果,故答案4000.

【评述】此题属填空题中的难题,故解题时应仔细.

例6:设复平面上单位圆内接正20边形的20个顶点所对应的复数依次为z1,z2,?,z20,则复

数z1

1995,z21995,?,z201995所对应的不同的点的个数是( )

A.4 B.5 C.10 D.20

20【思路分析】如题设可知,应设zk?1.故解题中应注意分解因式.

2060【解法1】因为我们只关心不同的点的个数,所以不失一般性可设zk?1.由zk?1,有

0?zk?zk1560?1?(zk?1)(zk?1)(zk?i)(zk?i),1515151515?1,zk??1,zk15?i,zk15

??i.【答案】A.

20205555【解法2】由zk?1,则0?zk?1?(zk?1)(zk?1)(zk?i)(zk?i),

可知zk只有4个取值,而zk=(zk)3的取值不会增加,则B、C、D均应排除,故应

5155选A.

20【评述】上述两个解法均为基本方法.思维的起点是不失一般性设zk?1,于是可用直接法

(解法1)和排除法(解法2).

50


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