专题地图 › 复数的几何意义
2025 年甘肃预赛
单位圆上复数模平方和的最大值
F2填空题复数的几何意义
已知复数 z 满足 ∣z∣=1,i 是虚数单位,则
∣z+4i∣2+∣z−3∣2
的最大值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:37
解析
思路
令 z=x+yi,模长平方展开后只剩单位圆上的线性函数,使用柯西不等式即可求最大值。
解答
令 z=x+yi,则 x2+y2=1。于是
∣z+4i∣2+∣z−3∣2=x2+(y+4)2+(x−3)2+y2=27−6x+8y.
由柯西不等式,
−6x+8y≤(−6)2+82x2+y2=10.
当 (x,y)=(−3/5,4/5) 时等号成立,故最大值为
37.
复核
等号点满足 x2+y2=1,因而确实对应一个允许的复数 z。
方法总结
单位圆约束下线性式 px+qy 的最大值是 p2+q2;复数模长平方常可化为这一模型。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
展开两模平方并用x²+y²=1后仅余−6x+8y的线性式,常规圆上最值给界并可取等。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:展开模平方与数量积
专题卡:含模平方的题:展开,看混合项能不能消掉