Каталог заданий.
3. Комплексные числа
Версия для печати и копирования в MS Word
1
 № 1979
i

3.  Мно­же­ство C точек ком­плекс­ной плос­ко­сти за­да­но урав­не­ни­ем  |iz плюс 2 плюс 2i| = 1.

а)  На­ри­суй­те мно­же­ство C.

б)  Най­ди­те такие точки  z при­над­ле­жит C, рас­сто­я­ние от ко­то­рых до мни­мой оси равно  дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

в)  Най­ди­те мно­же­ство зна­че­ний  |z| при  z при­над­ле­жит C.

г)  Най­ди­те мно­же­ство зна­че­ний  \arg z в  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 2 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка при  z при­над­ле­жит C.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


2
 № 2006
i

3.  Даны три ком­плекс­ных числа:  z_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс 3i пра­вая круг­лая скоб­ка ,  z_2 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс i пра­вая круг­лая скоб­ка ,  z_3 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус i пра­вая круг­лая скоб­ка .

а)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки z_1 до фи­гу­ры, за­да­ва­е­мой урав­не­ни­ем  |z минус z_3| = 1.

б)  Изоб­ра­зи­те мно­же­ство точек z ком­плекс­ной плос­ко­сти, таких, что  |z_2 z минус z_1z_2| = |z_3z минус z_2z_3|.

в)  Пусть z про­бе­га­ет все точки от­рез­ка с кон­ца­ми z_2, z_3, а U и V  — мно­же­ства точек, ко­то­рые про­бе­га­ют при этом  u = z_2 z и  v = z_3z. Изоб­ра­зи­те пе­ре­се­че­ние мно­жеств U и V.

г)  Пусть z про­бе­га­ет все точки от­рез­ка с кон­ца­ми  z_1, z_3. Изоб­ра­зи­те мно­же­ство всех точек, ко­то­рое про­бе­га­ет при этом  w = z в квад­ра­те .


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


3

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?


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


4

4.  Пусть S  — мно­же­ство ком­плекс­ных чисел, мо­дуль ко­то­рых равен еди­ни­це.

а)  До­ка­жи­те, что все ре­ше­ния урав­не­ния  z в сте­пе­ни 6 плюс z в кубе плюс 1 = 0 при­над­ле­жат мно­же­ству S.

б)  Най­ди­те все ре­ше­ния урав­не­ния  2z в кубе плюс iz в квад­ра­те плюс 2iz = 1, ко­то­рые лежат в S.

в)  Най­ди­те все дей­стви­тель­ные a, при ко­то­рых урав­не­ние  z в сте­пе­ни 6 плюс z в квад­ра­те = a имеет ре­ше­ния, ле­жа­щие в S.

г)  Най­ди­те все зна­че­ния  c при­над­ле­жит S, при ко­то­рых урав­не­ние  z в сте­пе­ни 6 плюс z в квад­ра­те = c имеет ре­ше­ния, ле­жа­щие в S.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


5

5.  Пусть A левая круг­лая скоб­ка i минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , B левая круг­лая скоб­ка 2i минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , C левая круг­лая скоб­ка 2 минус 3i пра­вая круг­лая скоб­ка   — точки плос­ко­сти, со­от­вет­ству­ю­щие ука­зан­ным ком­плекс­ным чис­лам, \Cal S  — окруж­ность |z|=1, а \Cal D  — мно­же­ство ком­плекс­ных чисел, за­дан­ное не­ра­вен­ством |2z минус 1| \leqslant} 1.

а)  До­ка­жи­те, что сумма квад­ра­тов рас­сто­я­ний от точки P при­над­ле­жит \Cal S до точек A, B, C по­сто­ян­на.

б)  Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти точки A, B и мно­же­ство ком­плекс­ных чисел вида z левая круг­лая скоб­ка 2i минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус z пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка i минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , где z при­над­ле­жит \Cal D.

в)  Най­ди­те такую точку E при­над­ле­жит \Cal D и все такие рав­но­сто­рон­ние тре­уголь­ни­ки с вер­ши­на­ми на \Cal S, для ко­то­рых сумма квад­ра­тов рас­сто­я­ний от их вер­шин до E наи­боль­шая.

г)  Вы­яс­ни­те, верно ли, что для вся­кой точки w, ле­жа­щей в тре­уголь­ни­ке ABC, най­дет­ся такое число z при­над­ле­жит \Cal D, что w=z z_k плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус z пра­вая круг­лая скоб­ка z_j, где z_k, z_j при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка i минус 1, 2i минус 1, 2 минус 3i пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


6
 № 2034
i

4.   Пусть A левая круг­лая скоб­ка u пра­вая круг­лая скоб­ка , B левая круг­лая скоб­ка v пра­вая круг­лая скоб­ка , C левая круг­лая скоб­ка w пра­вая круг­лая скоб­ка   — точки плос­ко­сти, изоб­ра­жа­ю­щие ком­плекс­ные числа u, v, w.

а)  Пусть u=0, v=1 плюс i. Най­ди­те все такие w, что тре­уголь­ник ABC рав­но­сто­рон­ний.

б)  Пусть u=0, v=1 плюс 2i, а число w яв­ля­ет­ся кор­нем урав­не­ния z в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 2i пра­вая круг­лая скоб­ка z плюс 3 минус 4i. До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC рав­но­сто­рон­ний.

в)  Из­вест­но, что тре­уголь­ник ABC рав­но­сто­рон­ний. Могут ли дей­стви­тель­ные и мни­мые части всех чисел u, v и w быть ра­ци­о­наль­ны­ми од­но­вре­мен­но?

г)  До­ка­жи­те, что если u в квад­ра­те плюс v в квад­ра­те плюс w в квад­ра­те =uv плюс vw плюс wu, то тре­уголь­ник ABC рав­но­сто­рон­ний.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


7
 № 2088
i

3Б. Будем обо­зна­чать через M левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка точку плос­ко­сти, со­от­вет­ству­ю­щую ком­плекс­но­му числу z. Рас­смот­рим точки A_i левая круг­лая скоб­ка z_i пра­вая круг­лая скоб­ка , i  =  1, 2, 3, где z_1 не равно минус z_2 и z_3=\dfrac2z_1z_2z_1 плюс z_2.

а)  До­ка­жи­те, что если z_1, z_2 не равно 0, то точки B_i левая круг­лая скоб­ка z_i в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка , i  =  1, 2, 3, лежат на одной пря­мой.

б)  До­ка­жи­те, что если z_2=\overline z_1 и z_1 не равно z_2, то тре­уголь­ник OA_1A_3  — пря­мо­уголь­ный (O  — на­ча­ло ко­ор­ди­нат).

в)  Пусть z_2=\overline z_1, |z_1 минус 2|\leqslant1. Най­ди­те наи­боль­шее зна­че­ние от­но­ше­ния пло­ща­дей тре­уголь­ни­ков OA_1A_3 и OA_1A_2.

г)  До­ка­жи­те, что точки Ai, i  =  1, 2, 3, и O лежат на одной окруж­но­сти.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


8

3В. Дано число \varepsilon не равно 1, такое что \varepsilon в кубе =1. Со­по­ста­вим точ­кам A левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка , B левая круг­лая скоб­ка b пра­вая круг­лая скоб­ка , C левая круг­лая скоб­ка c пра­вая круг­лая скоб­ка плос­ко­сти (здесь a, b, c  — ком­плекс­ные числа) числа u=a плюс b\varepsilon плюс c\varepsilon в квад­ра­те и v=a плюс b\varepsilon в квад­ра­те плюс c\varepsilon .

а)  Из­вест­но, что a=0, c= минус 2, u=0. Опре­де­ли­те вид тре­уголь­ни­ка ABC.

б)  До­ка­жи­те, что числа u и v не из­ме­нят­ся, если тре­уголь­ник ABC под­верг­нуть па­рал­лель­но­му пе­ре­но­су.

в)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC яв­ля­ет­ся рав­но­сто­рон­ним тогда и толь­ко тогда, когда uv=0.

г)  Най­ди­те мно­же­ство зна­че­ний u для всех тре­уголь­ни­ков ABC, на­кры­ва­е­мых кру­гом ра­ди­у­са 1.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


9
 № 2109
i

Дан мно­го­член  p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка = z в кубе плюс az плюс b,  a, b, z при­над­ле­жит C

а)  Пусть  a = минус i,  b = 1 минус i. Най­ди­те корни мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка (и за­пи­ши­те их в ал­геб­ра­и­че­ской форме).

б)  Най­ди­те все пары  левая круг­лая скоб­ка a; b пра­вая круг­лая скоб­ка , при ко­то­рых один из кор­ней мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка сов­па­да­ет с се­ре­ди­ной от­рез­ка между двумя дру­ги­ми (здесь и в сле­ду­ю­щем пунк­те мы отож­деств­ля­ем ком­плекс­ные числа с точ­ка­ми плос­ко­сти).

в)  Най­ди­те все пары  левая круг­лая скоб­ка a; b пра­вая круг­лая скоб­ка , при ко­то­рых корни мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка лежат в вер­ши­нах рав­но­сто­рон­не­го тре­уголь­ни­ка.

г)  До­ка­жи­те, что если  |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | мень­ше или равно 1 при всех  |z| = 1, то  a = b = 0.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


10
 № 2117
i

3А. Ком­плекс­ное число z=a плюс bi на­зы­ва­ет­ся гаус­со­вым, если a и b  — целые числа. Го­во­рят, что гаус­со­во число z крат­но числу w, если z=wu, где w и u  — гаус­со­вы числа. Пусть \Cal K  — мно­же­ство всех гаус­со­вых чисел, крат­ных 1 плюс 2i.

а)  Най­ди­те все на­ту­раль­ные a, такие что a\leqslant20 и 2 плюс ai при­над­ле­жит \Cal K.

б)  До­ка­жи­те, что если z при­над­ле­жит \Cal K и \arg z= дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i4, то z крат­но 3 минус i.

в)  Су­ще­ству­ют ли числа u, v при­над­ле­жит \Cal K, такие что \arg дробь: чис­ли­тель: u, зна­ме­на­тель: v конец дроби = дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i8?

г)  До­ка­жи­те, что для вся­ко­го гаус­со­ва числа z най­дет­ся число w при­над­ле­жит \Cal K, такое что |z минус w|\leqslant1.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


11
 № 2127
i

3А. Пусть p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка =z в квад­ра­те плюс az плюс b, z при­над­ле­жит \Bbb C. В сле­ду­ю­щих далее фор­му­ли­ров­ках мы для крат­ко­сти будем отож­деств­лять ком­плекс­ные числа с их изоб­ра­же­ни­я­ми как точек плос­ко­сти.

а)  Пусть b=1. Верно ли, что при всех a при­над­ле­жит \Bbb R, |a|\leqslant2, корни мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка лежат на еди­нич­ной окруж­но­сти?

б)  Пусть b=1, a при­над­ле­жит \Bbb C и |a|\leqslant1. Най­ди­те наи­мень­шее зна­че­ние мо­ду­ля раз­но­сти кор­ней мно­го­чле­на p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка .

в)  Пусть zk, k  =  1, 2, 3, 4,  — вер­ши­ны квад­ра­та с цен­тром u. До­ка­жи­те, что \sum_k=1 в сте­пе­ни 4 p левая круг­лая скоб­ка z_k пра­вая круг­лая скоб­ка =4p левая круг­лая скоб­ка u пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  Пусть m  — наи­боль­шее зна­че­ние |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | при |z|=1. До­ка­жи­те, что |p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка | мень­ше или равно m при всех |z|\leqslant1.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


12

Отоб­ра­же­ние f со­по­став­ля­ет ком­плекс­но­му числу z число f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка =uz плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус u пра­вая круг­лая скоб­ка a, где u не равно 0 и a  — не­ко­то­рые фик­си­ро­ван­ные ком­плекс­ные числа.

а)  Из­вест­но, что f левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка =2 плюс 2i и f левая круг­лая скоб­ка 2i пра­вая круг­лая скоб­ка =0. Най­ди­те f левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 2i пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Из­вест­но, что f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =i. Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти мно­же­ство всех воз­мож­ных зна­че­ний f левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , при усло­вии, что |u|=1.

в)  Из­вест­но, что \arg u= дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i3. Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти мно­же­ство всех зна­че­ний a, при ко­то­рых f левая круг­лая скоб­ка 1 минус i ко­рень из 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс i ко­рень из 3 .

г)  Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти мно­же­ство всех зна­че­ний a, для ко­то­рых най­дет­ся такое зна­че­ние u, что со­от­вет­ству­ю­щее отоб­ра­же­ние f пе­ре­во­дит точки по­лу­плос­ко­сти \im z\geqslant0 в точки по­лу­плос­ко­сти \re z\geqslant0.


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей


13
 № 2143
i

Дан мно­го­член p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка =z в кубе плюс z в квад­ра­те , z  — ком­плекс­ное число.

а)  Ре­ши­те урав­не­ние p(z)  =  2.

б)  Най­ди­те сумму квад­ра­тов всех кор­ней урав­не­ния p(z)  =  2002.

в)  Най­ди­те все дей­стви­тель­ные зна­че­ния c, при ко­то­рых мо­ду­ли всех кор­ней урав­не­ния p(z)  =  c не пре­вос­хо­дят 1.

г)  Су­ще­ству­ют ли такие ком­плекс­ные зна­че­ния c, при ко­то­рых мо­ду­ли всех кор­ней урав­не­ния p(z)  =  c равны 1?


текст
html
голос

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей

Завершить работу, свериться с ответами, увидеть решения.