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例題精講 · 第 00526 題 · |z| 是到原點的距離,最值沿圓心連線取

以自編示意複數條件為材料,由圓方程求 |z| 的最大最小值,並用模的乘法性質驗證兩個複數的乘積模,配幾何與代數雙路回代。

00526題號全 1000 篇 · 第 第88輪 / 第88冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

複數條件 |z−z₀|=r 在複平面上就是一個圓:圓心 z₀、半徑 r。|z| 是點到原點的距離,最大最小一定落在原點與圓心的連線上,分別是 |z₀|+r 與 |z₀|−r(前提是原點在圓外)。

本篇取 z₀=3+4i、r=1,所有最值與乘積模均按公式現算,不用背結論。

二、逐題精講

題1

題1 設複數 z 滿足 |z−(3+4i)| = 1。求 |z| 的最大值與最小值,並說明取到最值時 z 在哪裡。

解析

圓心 z₀=3+4i,|z₀| = √(3²+4²) = 5,半徑 r=1,原點在圓外(5 > 1)。

|z|max = 5+1 = 6,|z|min = 5−1 = 4。

取最值點在原點與圓心連線上:最大點 z = z₀ + (r/|z₀|)z₀ = (1+1/5)(3+4i) = 3.6+4.8i,其模 √(3.6²+4.8²) = 6;最小點 (1−1/5)(3+4i) = 2.4+3.2i,模 4。兩路回代與幾何結論一致。

答案 |z|max=6(點 3.6+4.8i),|z|min=4(點 2.4+3.2i)

採分點 圓心與 |z₀| 2 分;最值公式 2 分;取點座標 2 分;雙路回代 1 分

易錯點 把 |z₀| 算成 3+4=7;最值寫成 |z₀|±2r;忘記原點在圓外這一前提

題2

題2 設 z₁=1+i、z₂=2−i。用兩種方法求 |z₁z₂| 並互驗。

解析

法一(模的乘法):|z₁|=√2,|z₂|=√5,故 |z₁z₂| = √2·√5 = √10 = 3.1623。

法二(先乘再取模):z₁z₂ = (1+i)(2−i) = 2 − i + 2i − i² = 3 + i,|3+i| = √(3²+1²) = √10 = 3.1623。

回代核驗:兩法同為 3.1623;若把 (1+i)(2−i) 誤展成 1+3i,會得到 √10 之外的 3.1623,與法一不符即可報警——這正是雙路互驗的價值。

答案 |z₁z₂| = √10 = 3.1623,兩法一致

採分點 模乘法 2 分;展開式 2 分;兩法互驗 2 分;錯誤展開報警 1 分

易錯點 把 −i² 算成 −1;把 |z₁z₂| 寫成 |z₁|+|z₂|;兩法結果不比對

三、規律小結與對照表

對象幾何式結果前提
圓|z−z₀|=r圓心+半徑—
|z|max|z₀|+r6原點在圓外
|z|min|z₀|−r4原點在圓外
乘積模|z₁||z₂|√10可先乘再取模

小結:圓上點到原點的距離沿連心線取極值。|z₀|=5、r=1,得 4 與 6;|z₁z₂| 兩法同為 3.1623,閉合。

四、自測清單

  • 能說出 |z−z₀|=r 的幾何意義
  • 能算圓心到原點的距離
  • 能沿連心線求 |z| 最大最小
  • 能說明原點在圓外的前提
  • 能用模乘法求 |z₁z₂|
  • 能先乘再取模做雙路互驗
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):多項式、數列、計數、複數、不等式與二項式相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招數學·複數模的最值:把圓看成 |z−z₀|=r
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