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2026 年贵州预赛
F3填空题复数综合
已知 z∈C,且
12∣z∣2=2∣z+2∣2+∣z2+1∣2+31,
则 z+z6=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:−2
解析
思路
直接令 z=a+bi 展开虽可求解,但把 ∣z2+1∣2 写成 (z2+1)(z2+1),能把条件整理成两个平方之和,更容易看出等号条件。
解答
令 a=Rez,r=∣z∣。则
∣z+2∣2=r2+4a+4
以及
∣z2+1∣2=r4+z2+z2+1.
若写 z=a+bi,则 z2+z2=2a2−2b2。代入题设并利用 r2=a2+b2,整理得
0=r4−12r2+4a2+8a+40=(r2−6)2+4(a+1)2.
两项均非负,故
∣z∣2=6,Rez=−1.
特别地 z=0,且
z6=∣z∣26z=z.
因此
z+z6=z+z=2Rez=−2.
复核
由 ∣z∣2=6 与实部为 −1 可得 z=−1±i5,两者都满足原等式, 并都给出 z+6/z=−2,故共轭分支不会改变答案。
方法总结
含 ∣z∣,∣z+c∣,∣z2+1∣ 的条件可优先用实部和模长展开;若能整理成平方和为零, 便可同时锁定模长与实部,再用 1/z=z/∣z∣2 计算倒数项。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
须把模等式配成(|z|²−6)²+4(Re z+1)²=0,同时确定模与实部,再将6/z识别为共轭。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:把复数条件化成实数方程
专题卡:复数条件求未知数:分开实部和虚部,保留每一个分支