专题地图 › 复数的几何意义
2025 年云南预赛
定模复数之差确定两复数乘积
F3填空题复数的几何意义
已知复数 z1,z2 满足
∣z1∣=2,∣z2∣=3,3z1−2z2=5+i,
则 z1z2 的值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
提示
令 u=3z1、v=2z2,则 ∣u∣=∣v∣=6,而差 u−v 已知。
思路
等模条件说明 u,v 的中点所对应的向量与差向量垂直;在复平面中,垂直可用乘以 i 表示,由此可直接求出乘积 uv,且不必区分中点位于弦的哪一侧。
解答
令
u=3z1,v=2z2,w=u−v=5+i,
并记 q=(u+v)/2。因为 u=q+w/2、v=q−w/2 且 ∣u∣=∣v∣,所以 q 与 w 在复平面中垂直。又
∣q∣2=∣u∣2−4∣w∣2=36−46=269.
于是存在符号 ε∈{1,−1},使得
q=ε223iw,
因为 ∣q∣/∣w∣=23/2。故
uv=(q+2w)(q−2w)=q2−4w2=−6w2.
再由 uv=6z1z2,得到
z1z2=−w2=−(5+i)2=−4−25i.
复核
∣w∣2=6,中点长度计算为正;符号 ε 在平方后消失,因此两个可能的几何位置给出同一个乘积。展开 (5+i)2=4+25i,符号无误。
方法总结
两个复数的模相等而差固定时,可把它们看成圆上一条定向弦的端点。用“中点向量垂直于弦向量”表示端点,再计算端点乘积,常能消去关于弦两侧位置的二义性。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
须先缩放成等模复数,将已知差看作弦向量,中点垂直于弦使乘积在两种位置下保持相同。
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、含两个复数的等式:取比值,用乘法表示旋转和面积