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2017 年中科大少年班初试 · 第 7 题
F3填空题复数综合
设复数z满足z+1/z∈[1,2],则z的实部最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:1/2
解析
思路
虚部为零会产生两个分支,应先保留实轴分支再处理单位圆。
解答
设 z=x+iy=0,则 ℑ(z+1/z)=y(1−1/∣z∣2)=0。若 y=0,负实数使 z+1/z≤−2,不合条件;正实数使其不小于二,只在 z=1 取到二。若 y=0,必有 ∣z∣=1,从而 z+1/z=2x∈[1,2],即 x∈[1/2,1)。结合两支,实部最小值是 1/2,由 z=1/2±(3/2)i 实现。
复核
边界 z=1 来自实轴支,而非非实单位圆支;两类合并后并无遗漏。取等点倒数等于共轭,两者之和为一,符合闭区间下端。
方法总结
从虚部方程得到乘积为零时,不能先除以虚部而丢掉实根分支。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
须独立按虚部分支并核实实轴支和单位圆支及取等。
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、用共轭和倒数提取实数量
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