专题地图 › 复数的几何意义
2020 年全国高中数学联赛一试(A 卷) · 第 4 题
F2填空题复数的几何意义
设 z 为复数,若 (z−2)/(z−i) 为实数(i 为虚数单位),求 ∣z+3∣ 的最小值。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
实比值意味着两复平面向量共线,轨迹是一条删点直线。
解答
写 z=u+iv,原分母要求 (u,v)=(0,1)。乘以共轭可得商的虚部为 (u+2v−2)/(u2+(v−1)2),所以轨迹为直线 u+2v=2 删去 (0,1)。∣z+3∣ 是该点到 (−3,0) 的距离,直线距离下界为 5/5=5。垂足为 (−2,2),没有被删去,故最小值 5。
复核
分母删点不能丢;垂足代回分式合法,所以下界是最小值而非仅下确界。
方法总结
分式为实数先化精确轨迹,再检查距离最优点是否被排除。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
实比值意味着两复平面向量共线,轨迹是一条删点直线。
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、柯西不等式与投影
专题卡:复数分式的实部虚部条件:化成圆或直线,再把要删的点删掉、复数模的最值:看成点到圆、线段的距离