Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 1 Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 2 TUYỂN TẬP 100 CÂU SỐ PHỨC VẬN DỤNG VÀ VẬN DỤNG CAO Câu 1. Cho số phức z thỏa 1 i z z i . Tìm mô-đun của số phức w 1 i z . A. w 13 B. w 2 13 C. w 23 D. w 33 Hướng dẫn giải Gọi z x yi, x,y x 1 1 i z z i 1 i x yi x yi i 2x y xi i y 2 z 1 2i w 1 i z 1 i 1 2i 2 3i w 13 Vậy chọn đáp án A. Câu 2. Tìm mô-đun của số phức z biết 2 2z 1 i 2 z 1 i 21 i A. w 5 B. w 5 C. w 2 3 D. w 3 Hướng dẫn giải Đặt 2w z 1 i a bi a,b thì 2 z 1 i w a bi Do đó ta có a 7 w 2w 21 i 3a bi 21 i b 1 Dẫn đến 22 7 iz 3 4i 2 i 1 i Suy ra z 5 Vậy chọn đáp án B. Câu 3. Cho số phức z thỏa mãn điều kiện 19 4i z z 2 . Tìm mô-đun của số phức 2w z z 1 biết z có phần thực dương. A. w 217 B. w 113 C. w 277 D. w 133 Hướng dẫn giải Gọi z a bi a,b . Phương trình đã cho trở thành: Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 a b 2a 19 a b 2 a bi 19 4i a b 2a 2bi 19 4i 2b 4 a 3 z 3 2ia 2 2a 19 0 a 2a 15 0 a 5 z 5 2ib 2 b 2 b 2 Trường hợp 1: z 3 2i , ta có: 2 2 2w 3 2i 3 2i 2 9 14i w 9 14 277 Vậy chọn đáp án C. Câu 4. Cho số phức z thỏa mãn z 11 z 3 z 2 . Tính mô-đun của số phức z i w z i A. w 17 B. w 11 C. w 7 D. w 1 Hướng dẫn giải 2 z 1 2iz 11 z 3 z 11 z 3 x 2 z 2z 5 0 z 1 2iz 2 Với 1 i z 1 2i w i w 1 1 i Với 1 3i 4 3 z 1 2i w i w 1 1 3i 5 5 Vậy w 1 . Vậy chọn đáp án D. Câu 5. Tính mô-đun của số phức z biết z 1 2 i 3 i 2z 2i A. w 2 2 B. w 3 C. w 2 D. w 4 Hướng dẫn giải Đặt z x yi x,y z x yi z 1 2 i 3 i 4 2i z 3 i z 2 4i 2z 2i x y 2 x y 7y 3x i 2 4i 3x 7y 4 x y 1 z 1 i z 2 Vậy chọn đáp án C. Câu 6. Tính mô-đun của số phức z biết 5z 1 2z i 1 3i 1 2i . A. w 2 B. w 5 C. w 3 D. w 4 Hướng dẫn giải Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 4 Giả sử z a bi, a,b z a bi PT 1 2i z 1 2z i 1 3i 1 2i a bi 1 2 a bi i 1 3i a bi 2ai 2b 1 2a i 2b 1 3i a 1 4a b i 1 3i a 1 a 1 1 4a b 3 b 2 Vậy z 1 2i z 5 Vậy chọn đáp án B. Câu 7. Tìm số phức z thỏa mãn 2 2 1 z z i iz 1 và z có phần thực dương. A. z 1 i B. z 1 i,z 1 i C. z 2 i D. z 1 i Hướng dẫn giải Đặt z a bi a,b , a 0 . Từ giả thiết ta có: 2 2 2 2 1 a bi a b 1 i b 1 ai 1 a 2 b 1 1 a bi 2 b 1 2a b 1 i I b 2a b 1 Từ (I) suy ra: 2 2b 1 2 b 1 b 1 b 2 2b 1 0 b 2 2 b 1 hoặc 1 b 2 Với 1 1 b a 2 2 (loại). Với b 2 a 1 z 1 2i . Vậy chọn đáp án C. Câu 8. Tìm phần thực của số phức z thỏa mãn điều kiện z z 6 và 2z 2z 8i là một số thực. A. 3 B. 2 C. 1 D. 1 Hướng dẫn giải Gọi z x yi . Ta có z z 6 x yi x yi 6 x 3 1 22 2 2z 2z 8i x yi 2 x yi 8i x y 2x 2xy 2y 8 i là số thực nên 2xy 2y 8 0 2 . Từ (1) và (2) ta giải được x 3 và y 2 . Vậy z 3 2i . Vậy chọn đáp án A. Câu 9. Tìm số số phức z thỏa mãn z 1 z 2i là số thực và z 2 2 . A. 3 B. 2 C. 1 D. 0 Hướng dẫn giải Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 5 Gọi z x yi, x,y z x yi 2 22 2 2 x 1 yi x 2 i xy x 1 2 y 0 GT x y 8x y 8 2 xy 2 2x x 2 5 y 2 145x 8x 4 0 y 5 Vậy 2 14 z 2 2i; i 5 5 Vậy chọn đáp án B. Câu 10. Tìm số phức z biết iz 2 z 2 là số thuần ảo và z 2 . A. 3 B. 2 C. 1 D. 4 Hướng dẫn giải Giả sử z a bi a,b , ta có: iz 2 z 2 2 b ai a 2 bi là số thuần ảo nên: 2 b a 2 ab 0 a b ab 2 0 1 Mặt khác z 2 nên 2 2a b 4 2 Từ (1) và (2) ta tìm được a 2, b 2 hoặc a 2, b 2 hoặc a 0, b 2 hoặc a 2, b 0 . Vậy có 4 số phức thỏa mãn là: z 2 i 2, z 2 i 2, z 2, z 2i . Vậy chọn đáp án D. Câu 11. Tìm phần thực nguyên của số phức z thỏa mãn 1 3i z là số thực và z 2 5i 1 . A. 1 B. 2 C. 1 D. 5 Hướng dẫn giải Giả sử z x yi , khi đó 1 3i z 1 3i a bi a 3b b 3a i 1 3i z là số thực b 3a 0 b 3a 2 2 2 2 z 2 5i 1 a 2 5 3a i 1 a 2 5 3a 1 a 2 b 6 10a 34a 29 1 5a 17a 14 0 7 21 a b 5 5 Vậy 7 21 z 2 6i, z i 5 5 . Vậy chọn đáp án B. Câu 12. Tìm số phức z, biết rằng z.z 2 và 2 z 1 z là một số thuần ảo. A. z 1 i; z 1 2i B. z 2 i; z 1 i C. z 3 i; z 2 i D. z 1 i; z 1 i Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 6 Hướng dẫn giải Đặt z x yi x,y . Ta có: 2 2z.z 2 x y 2 1 2 2 22 2z 1 z x 1 y x yi x 1 y x yi 2 z 1 z là một số thuần ảo 2 2x 1 y x 0 2 Từ (1), (2) ta có hệ: 2 2 2 2 2 2 x y 2 x 1y 2 x y 13x 3 0x 1 y x 0 Vậy có 2 số phức thỏa yêu cầu bài toán là z 1 i; z 1 i . Vậy chọn đáp án D. Câu 13. Tìm mô đun số phức z thỏa mãn z 1 z 2 2i đồng thời z 2i z 2 là số thuần ảo. A. 2 B. 3 C. 2 3 D. 5 Hướng dẫn giải Điều kiện z 2 z 2 2i Giả sử z x yi x,y . Khi đó: Từ giả thiết ta có: 2 22 2z z 2 2i x y x 2 y 2 hay y 2 x 1 Ta có: 2 2 x y 2 i x 2 yix y 2 iz 2i z 2 x 2 yi x 2 y Do đó z 2i z 2 là số thuần ảo thì x x 2 y y 2 0 hay 2 2x y 2 x y 2 Thay (1) vào (2) ta có 22 2x 2 x 4 2x 4x 0 Nếu x 2 thì y 0 nên z 2 (loại) Nếu x 0 thì y 2 , khi đó z 2i (thỏa mãn) Vậy chọn đáp án A. Câu 14. Tìm số số phức z thỏa mãn z 1 z 2i là số thực và z 1 5 A. 1 B. 2 C. 1 D. 5 Hướng dẫn giải Giả sử z a bi, a,b Ta có z 1 z 2i a bi 1 a bi 2i a 1 bi a 2 b i 2 2a b a 2b 2a b 2 i Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 7 Theo bài z 1 z 2i là số thực nên 2a b 2 0 b 2 2a Mặt khác 2 2z 1 5 a 1 bi 5 a 1 b 5 2 2 2 a 0 a 1 2 2a 5 5 a 1 5 a 1 1 a 2 Với a 0 b 2 z 2i Với a 2 b 2 z 2 2i Vậy có hai số phức thỏa mãn yêu cầu bài toán là z 2i, z 2 2i . Vậy chọn đáp án B. Câu 15. Trong mặt phẳng Oxy, tìm tập hợp điểm biểu diễn các số phức thỏa mãn: z 2i 1 2 z i 1 A. Đường tròn tâm 2 I 1; 3 , 2 R 3 B. Đường tròn tâm 2 I 1; 3 , 2 R 3 C. Đường tròn tâm 2 I 1; 3 , 4 R 9 D. Đường tròn tâm 2 I 1; 3 , 4 R 9 Hướng dẫn giải Giả sử z x yi, x,y thì: 2 2 2 2 2 2 2 22 2 z 2i 1 2 z i 1 x 1 y 2 i 2 x 1 y 1 i x 1 y 2 4 x 1 y 1 3x 3y 6x 4y 3 0 4 2 4 x y 2x y 1 0 x 1 y 3 3 9 Vậy tập hợp số phức z thỏa mãn là đường tròn tâm 2 I 1; 3 và bán kính 2 R 3 . Vậy chọn đáp án A. Câu 16. Tìm tập hợp điểm M mà tọa độ phức của nó thỏa mãn điều kiện: z 2 i 1 . A. Đường tròn tâm I 2; 1 , R 1 B. Đường tròn tâm I 2;1 , R 1 C. Đường tròn tâm I 2;1 , R 1 D. Đường tròn tâm I 1;2 , R 1 Hướng dẫn giải Hai số phức liên hợp có mô-đun bằng nhau, ta suy ra: z 2 i z 2 i (vì z 2 i z 2 i z 2 i ) Từ đó ta có: z 2 i 1 Đặt z x iy x,y . Suy ra Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 8 2 2 2 2 z 2 i 1 x 2 y 1 i 1 x 2 y 1 1 x 2 y 1 1 Vậy tập hợp các điểm M là đường tròn tâm I 2;1 , bán kính R 1 . Vậy chọn đáp án B. Câu 17. Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, tìm tập hợp điểm biểu diễn số phức z thỏa mãn điều kiện: z 3 4i 2 . A. Đường tròn tâm I 2; 1 , R 2 B. Đường tròn tâm I 3; 4 , R 1 C. Đường tròn tâm I 2;1 , R 2 D. Đường tròn tâm I 3; 4 , R 2 Hướng dẫn giải Đặt z x yi x,y z 3 4i x 3 y 4 i Ta có 2 2 2 2 x 3 y 4 2 x 3 y 4 4 Vậy tập hợp điểm biểu diễn các số phức z là đường tròn tâm I 3; 4 bán kính R 2 . Vậy chọn đáp án D. Câu 18. Tìm tập hợp các số phức z trên hệ tọa độ, biết z 2 3i 2 z 3i 4 . A. Đường tròn: 2 2x y 12x 18y 37 0 . B. Đường tròn: 2 2x y 12x 18y 37 0 . C. Đường tròn: 2 2x y 12x 18y 37 0 . D. Đường tròn: 2 2x y 12x 18y 37 0 . Hướng dẫn giải Đặt z x yi z x yi . 2 2 x 2 y 3 i x 4 y 3 ix 2 y 3 iz 2 3i x 4 y 3 iz 3i 4 x 4 y 3 Hay 2 2 2 x 2 x 4 y 9 x 4 y 3 x 2 y 3 i 2 x 4 y 3 22 22 2 2 2 x 2 x 4 y 9 x 4 y 3 x 2 y 3 2 x 4 y 3 Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 9 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x 2 y 3 x 4 y 3 2 x 4 y 3 x 2 y 3 2 x 4 y 3 x y 4x 6y 13 2 x y 8x 6y 25 x y 12x 18y 37 0 Vậy tập hợp các điểm biểu diễn số phức z là phương trình đường tròn: 2 2x y 12x 18y 37 0 . Vậy chọn đáp án B. Câu 19. Tìm tập hợp các điểm biểu diễn của số phức 'z z 3 i biết z 2 3i 2 . A. Hình tròn tâm 2;3 , bán kính 2 B. Hình tròn tâm 3;1 , bán kính 2 C. Đường tròn tâm 3;1 , bán kính 2 D. Đường tròn tâm 3;1 , bán kính 2 Hướng dẫn giải Đặt z x yi; x,y . Ta có ' 'z z 3 i z x 3 y 1 i Có z 2 3i 2 x 2 y 3 i 2 2 2 x 2 y 3 4 Nên tập hợp điểm biểu diễn z là hình tròn tâm 2;3 , bán kính 2 Tập hợp điểm biểu diễn 'z là hình tròn tâm 3;1 , bán kính 2. Vậy chọn đáp án B. Lưu ý: Việc suy 'z z là một phép biến hình. Bao gồm phép tinh tiến theo Ox từ x 2 tới x 3 và tịnh tiến theo Oy từ y 3 đến y 1 . Và do là phép tịnh tiến nên bán kính đường tròn không thay đổi. Câu 20. Cho số phức z thỏa 1 i z 2 1 . Tìm tập hợp các điểm M biểu diễn số phức z 1 i . A. Đường tròn có I 0; 1 , bán kính 1 R 2 . B. Đường tròn có I 0;1 , bán kính 1 R 2 . C. Đường tròn có I 0; 1 , bán kính 1 R 4 . Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 10 D. Đường tròn có I 0;1 , bán kính 1 R 4 . Hướng dẫn giải Cách 1: Gọi số phức z x yi; x,y . Ta có: x yi 1 ix yi y yz x x i 1 i 1 i 1 i 2 2 2 2 (1) Theo giả thiết: 2 2 1 i z 2 1 1 i x yi 2 1 x y 2 y x 1 (2) Nhìn vào số phức dạng (1) để biến đổi phương trình (2): 2 2 x y x y 1 2 1 2 2 4 Từ đó suy ra, tập hợp các điểm M biểu diễn số phức z 1 i là đường tròn có phương trình 22 1x y 1 4 có tâm I 0; 1 , có bán kính 1 R 2 . Vậy chọn đáp án A. Ta còn có cách giải tự nhiên hơn như sau: Cách 2: Gọi M x;y là điểm biểu diễn của số phức z 1 i . Ta có z x yi 1 i Điều kiện bài toán: 2z x 1 i z 2 1 1 i 2 1 x yi 2i 2 1 1 i 2 2 2 2 1 2 2y 2x 1 x y 1 4 Vậy tập hợp M là đường tròn có phương trình 22 1x y 1 4 . Câu 21. Tìm số phức z thỏa mãn đẳng thức z 3 2i 3 . Hãy tìm tập hợp điểm M biểu diễn cho số phức w, biết w z 1 3i . A. Đường tròn 2 2 C : x 2 y 5 9 B. Đường tròn 2 2 C : x 2 y 5 9 C. Đường tròn 2 2 C : x 2 y 5 9 D. Đường tròn 2 2 C : x 2 y 5 9 Hướng dẫn giải Đặt z a bi a,b có điểm biểu diễn là N a; b và M x; y là điểm biểu diễn cho w x yi x;y Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 11 Ta có 2 2 a bi 3 2i 3 a 3 b 2 9 1 a x 1 w z 1 3i x yi a bi 1 3i b y 3 Thay vào (1) ta được 2 2 x 2 y 5 9 M thuộc 2 2 C : x 2 y 5 9 Vậy tập hợp điểm M là đường tròn 2 2 C : x 2 y 5 9 Vậy chọn đáp án C. Câu 22. Cho số phức thỏa mãn z 2 2i 1. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của z . A. min z 2 2 1; max z 2 2 1 B. min z 3 2 1; max z 3 2 1 C. min z 2 3 1; max z 2 3 1 D. min z 3 3 1; max z 3 3 1 Hướng dẫn giải Đặt x iy với x,y . Vì z 2 2i 1 nên: 2 2 x 2 y 2 i 1 x 2 y 2 1. Vì thế có thể đổi biến x 2 cost,y 2 sint với π0 t 2 . Khi đó: 2 22 2x y cost 1 sint 2 π 9 4 sint cost 9 4 2 sin t 4 Mà π 1 sin t 1 4 nên 2 29 4 2 x y 9 4 2, do đó: 9 4 2 z 9 4 2 2 2 1 z 2 2 1 z 2 2 1 khi π7 t 4 hay 2 2 x 2 ,y 2 . 2 2 Vậy giá trị nhỏ nhất của z là 2 2 1 khi 2 2 z 2 i 2 . 2 2 z 2 2 1 khi π3 t 4 hay 2 2 x 2 ,y 2 . 2 2 Vậy giá trị lớn nhất của của z là 2 2 1 khi 2 2 z 2 i 2 . 2 2 Câu 23. Trong các số phức z thỏa mãn điều kiện z 1 2i 1 , tìm số phức z có môđun nhỏ nhất. Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 12 A. 1 1 z 1 2 i. 5 5 B. 1 1 z 1 2 i. 5 5 C. 1 1 z 1 2 i. 5 5 D. 1 1 z 1 2 i. 5 5 Hướng dẫn giải Giả sử z a bi với a,b . Gọi M x;y là điểm biểu diễn số phức z. Ta có: 2 2 z 1 2i 1 x 1 y 2 1 Đường tròn (C): 2 2 x 1 y 2 1 có tâm I 1; 2 Đường thẳng OI có phương trình là y 2x . Số phức z thỏa mãn điều kiện đề bài khi điểm biểu diễn M của nó thuộc đường tròn (C) và gần gốc tọa độ nhất M là một trong hai giao điểm của đường tròn (C) với đường thẳng OI. Tọa đọ M thỏa mãn hệ phương trình: 2 2 1 x 1y 2x 5 1x 1 y 2 1 y 2 5 Do môđun của z lớn nhất nên chọn 1 1 z 1 2 i. 5 5 Vậy chọn đáp án C. Câu 24. Trong các số phức z thỏa mãn 2z i 1 , tìm số phức z có mô-đun lớn nhất. A. z 1 i và z 1 i B. z 1 2i và z 1 2i C. z 1 3i và z 1 3i D. z 1 i và z 1 2i Hướng dẫn giải Giả sử z a bi, a,b . Ta có: 2 2z a b Mặt khác 22 2 2 2 2 2z a bi a b 2abi z i a b 2ab 1 i Theo bài ra ta có: 2 22 22 2 2 2 2z i 1 a b 2ab 1 1 a b 2ab 1 1 2 4 4 2 2 2 2 2 2a b 2a b 4a b 1 4ab 1 a b 4ab Theo bất đẳng thức Cô-si ta có 22 2 2 2a b 2 a b 2 ab 2ab z 2ab Khi đó 24 2 4 2 22 2z a b 4ab 2 z z 2 z z 2 z 2 Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 13 Suy ra max z 2 đạt được khi 2 2 a b a b 1 ab ab a b 1 a b 2 Vậy có hai số phức z thỏa mãn yêu cầu bài toán là z 1 i và z 1 i Vậy chọn đáp án A. Câu 25. Cho số phức z thỏa mãn z 2iz 3 .Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của modun số phức z. A. min z 1và max z 2 B. min z 1và max z 3 C. min z 2 và max z 3 D. min z 2 và max z 3 Hướng dẫn giải Gỉa sử số phức z có dạng z a bi a,b .Ta có: z 2iz a bi 2i a bi a 2b 2a b i . +) Theo bài ra: 2 2 2 2z 2iz a 2b 2a b 3 5a 8ab 5b 9 Ta có: 2 2 2 2 2 22 ab 2 a . b a b a b 2ab a b 2 2 2 2 2 2 2 24 a b 8ab 4 a b 5a 8ab 5b 9 a b mà 2 25a 8ab 5b 9 nên 2 2 2 2 2 2 2 2a b 9 9 a b 9 a b 1 3 a b 1. Ta lại có mooddun của số phức z là 2 2a b nên từ đây ta có thể kết luận: 2 2 2 2 2 a b z ia b 2 2 2min z 1 5a 8ab 5b 9 2 2 2 a b z i 2 2 2 2 2 3 3 3 a b z ia b 2 2 2max z 3 5a 8ab 5b 9 3 3 3 a b z i 2 2 2 Vậy chọn đáp án B. Câu 26. Tìm số phức z có mô đun nhỏ nhất sao cho z z 4 3i . A. 3 z 2 i 2 B. 3 z 2 i 2 C. 3 z 2 i 2 D. 3 z 2 i 2 Hướng dẫn giải Đặt z a bi 2 22 2z z 4 3i a b a 4 3 b 8a 6b 25 (1) Chuyên Đề Số Phức Ths. Trần Đình Cư. SĐT: 01234332133. Gv Chuyên luyện thi THPT Quốc gia, TP Huế Page 14 Gọi M a; b là điểm biểu diễn số phức z trên mặt phẳng phức. Từ (1) ta có M thuộc đường thẳng Δ : 8x 6y 25 0 Do ΟΜz nên mô đun của z nhỏ nhất khi OM nhỏ nhất. M thuộc Δ nên OM nhỏ nhất khi M là hình chiếu vuông góc của O trênΔ Đường thẳng d đi qua O và vuông góc vớiΔ là 3x 4y 0 Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ: Μ x 2 8x 6y 25 0 3 2;3 3x 4y 0 2x 2 . Vậy 3 z 2 i 2 Vậy chọn đáp án A. Nhận xét: Một cách giải khác: thế 6b a 25 8 và khảo sát hàm số 2 2 6bf b b 25 8 . Đây là bài toán điển hình cho phương pháp ứng dụng hình tọa độ để giải bài toán số phức. Ý tưởng của phương pháp này là rất đơn giản, xuất phát từ việc mỗi số phức đều có thể biểu diễn một cách duy nhất bởi 1 điểm M x; y trên mặt phẳng phức, các điều kiện của z quy về các điều kiện của điểm M ví dụ: ΟΜz ,z là điểm 'M đối xứng với M qua Ox, Về nguyên tắc, tất cả các bà
Tài liệu đính kèm: