专题地图 › 复数的几何意义
2022 年福建预赛
复数方程确定三角形周长
F2填空题复数的几何意义
已知复数 z1,z2 在复平面上对应的点分别为 A,B,且 ∣z1∣=2,
z12−2z1z2+4z22=0.
O 为坐标原点,则 △OAB 的周长为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
方程是关于 z1,z2 的齐次式,先考察比值 z1/z2,即可同时读出两点模长之比和辐角差。
解答
若 z2=0,原方程给出 z1=0,与 ∣z1∣=2 矛盾,故 z2=0。令 w=z1/z2,则
w2−2w+4=0,
从而
w=1±3i=2e±iπ/3.
所以 ∣z2∣=∣z1∣/∣w∣=1,且 ∠AOB=π/3。又
AB=∣z1−z2∣=∣z2∣∣w−1∣=3.
故周长为
3+3.
复核
OA=2,OB=1 且夹角为 60∘,由余弦定理也有 AB2=4+1−2⋅2⋅1⋅21=3。
方法总结
复数齐次方程优先除以一个非零变量,把代数根的模与辐角翻译为复平面中的长度比和夹角。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
令w=z1/z2直接解固定二次方程,得到两边模及差的模,周长随即可算,是常见齐次复数模型。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:齐次式取比例,归一化
专题卡:含两个复数的等式:取比值,用乘法表示旋转和面积