专题地图 › 复数的概念与运算
2016 年全国高中数学联赛一试 · 第 2 题
F2填空题复数的概念与运算
设复数 z,w 满足
∣z∣=3,(z+w)(z−w)=7+4i,
其中 i 是虚数单位,z,w 分别表示 z,w 的共轭复数,则 (z+2w)(z−2w) 的模为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
将乘积展开,模的平方提供实部,共轭差提供纯虚部;目标只改变 w 的系数,无须求出两个复数本身。
解答
记 T=zw−zw,则 T=−T,所以 T 的实部为 0。展开已知式得
7+4i=∣z∣2−∣w∣2+T=9−∣w∣2+T.
比较实部和虚部,得到 ∣w∣2=2、T=4i。于是
(z+2w)(z−2w)=∣z∣2−4∣w∣2+2T=1+8i.
故所求模为 65。
复核
可取 z=3、w=(14−2i)/3,此时 ∣w∣2=2 且 zw−zw=4i,满足原条件,目标仍为 1+8i。
方法总结
形如 (z+tw)(z−tw) 的式子,可按 ∣z∣2−t2∣w∣2+t(zw−zw) 分离实虚部,保留真正需要的组合量。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
乘积展开后实部与纯虚部直接分离,目标沿相同展开式代入,属于常规复数运算。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用共轭和倒数提取实数量、展开模平方与数量积
专题卡:含共轭的复数式:把 换成 ,比值先取模再定方向、求模或距离:把 写成 ,展开后合并