Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

4.  Пусть  A левая круг­лая скоб­ка 2z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ,  B левая круг­лая скоб­ка z плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,  C левая круг­лая скоб­ка z в квад­ра­те плюс 2z пра­вая круг­лая скоб­ка   — точки плос­ко­сти (здесь z  — ком­плекс­ное число).

а)  До­ка­жи­те, что если  |z| = 1, то  OA = OB (O  — на­ча­ло ко­ор­ди­нат).

б)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC по­до­бен тре­уголь­ни­ку с вер­ши­на­ми в точ­ках 0, 1 и  минус левая круг­лая скоб­ка z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ком­плекс­ной плос­ко­сти.

в)  Пусть  |z| = 1. Най­ди­те мно­же­ство зна­че­ний ра­ди­у­сов окруж­но­стей, опи­сан­ных около тре­уголь­ни­ка ABC.

г)  При каком зна­че­нии z, где  |z| = 1, пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC при­ни­ма­ет наи­боль­шее зна­че­ние?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Имеем:

 OA в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка 2z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2 \barz плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 4 |z| в квад­ра­те плюс 2 левая круг­лая скоб­ка z плюс \barz пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 1 = 2 левая круг­лая скоб­ка z плюс \barz пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 5,

 OB в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка z плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка \barz плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = |z| в квад­ра­те плюс 2 левая круг­лая скоб­ка z плюс \barz пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 4 = 2 левая круг­лая скоб­ка z плюс \barz пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 5,

здесь  \barz  — ком­плекс­но со­пря­жен­ное к z число.

б)  Сде­лав па­рал­лель­ный пе­ре­нос, пе­ре­во­дя­щий вер­ши­ну A тре­уголь­ни­ка в точку O, по­лу­чим тре­уголь­ник OB1C1, где точ­кам B1 и C1 со­от­вет­ству­ют ком­плекс­ные числа  z плюс 2 минус левая круг­лая скоб­ка 2z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 минус z и

 z в квад­ра­те плюс 2z минус левая круг­лая скоб­ка 2z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = z в квад­ра­те минус 1 = минус левая круг­лая скоб­ка 1 минус z пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка

со­от­вет­ствен­но. Сле­до­ва­тель­но, умно­же­ние на  1 минус z пе­ре­во­дит тре­уголь­ник с вер­ши­на­ми в точ­ках 0, 1 и  минус левая круг­лая скоб­ка z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в по­доб­ный ему тре­уголь­ник OB1C1, рав­ный тре­уголь­ни­ку ABC. Ко­эф­фи­ци­ент по­до­бия  \lambda = |z минус 1|.

в)  Если  |z| = 1, то  OC = OB, зна­чит, (см. пункт а), точка O  — центр опи­сан­ной около дан­но­го тре­уголь­ни­ка окруж­но­сти с ра­ди­у­сом  R = |z плюс 2|. При  z = \pm 1 тре­уголь­ник вы­рож­да­ет­ся, при осталь­ных зна­че­ни­ях z, где  |z| = 1, по­лу­ча­ем, что  R при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 1; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  Пло­щадь тре­уголь­ни­ка с вер­ши­на­ми в точ­ках 0, 1 и  минус левая круг­лая скоб­ка z плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби |Im z|, по­это­му для пло­ща­ди S по­доб­но­го ему тре­уголь­ни­ка ABC (см. пункт б)) по­лу­ча­ем фор­му­лу

 S = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби |Im z| |z минус 1| в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби | синус \varphi| левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 1 минус ко­си­нус \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс синус в квад­ра­те \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка = | синус \varphi| левая круг­лая скоб­ка 1 минус ко­си­нус \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка ,

здесь  z = ко­си­нус \varphi плюс i синус \varphi, а  \varphi при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 2 Пи пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . До­ста­точ­но рас­смат­ри­вать слу­чай, когда  \varphi при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0; Пи пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , тогда  S левая круг­лая скоб­ка \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка = синус \varphi минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус 2 \varphi, про­из­вод­ная при­мет вид

 S' левая круг­лая скоб­ка \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус \varphi минус ко­си­нус 2 \varphi = 2 синус дробь: чис­ли­тель: 3 \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби

и  S' левая круг­лая скоб­ка \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка = 0 при  \varphi = 0, по­лу­чим  дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Ясно, что зна­че­ние  S левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка яв­ля­ет­ся наи­боль­шим.

 

Ответ: в)  левая круг­лая скоб­ка 1; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка ; г)  дробь: чис­ли­тель: минус 1 \pm i ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

? Источники:
? Классификатор: Рас­сто­я­ние между точ­ка­ми, плос­ко­стя­ми
?
Сложность: 11 из 10