设复数 z 满足:(z - 1) 的共轭乘以 (4 + 8i) 等于 2。求 |z| 的平方的值。
设复数 zzz 满足
(z−1)‾ (4+8i)=2.\overline{(z-1)}\,(4+8i)=2.(z−1)(4+8i)=2.
求 ∣z∣2|z|^2∣z∣2 的值。
先想清楚为什么不能只对两边取模。 两边取模得 ∣z−1∣⋅∣4+8i∣=2|z-1|\cdot|4+8i|=2∣z−1∣⋅∣4+8i∣=2,即 ∣z−1∣=280|z-1|=\tfrac{2}{\sqrt{80}}∣z−1∣=802。这是 zzz 到 111 的距离,而不是 ∣z∣|z|∣z∣,因此定不出 ∣z∣2|z|^2∣z∣2。我们必须把 zzz 本身求出来。
分离出共轭,并把分母有理化。 两边同除以 4+8i=4(1+2i)4+8i=4(1+2i)4+8i=4(1+2i),再分子分母同乘分母的共轭:
(z−1)‾=24(1+2i)=12(1+2i)⋅1−2i1−2i=1−2i2(1+4)=1−2i10.\overline{(z-1)}=\frac{2}{4(1+2i)}=\frac{1}{2(1+2i)}\cdot\frac{1-2i}{1-2i}=\frac{1-2i}{2(1+4)}=\frac{1-2i}{10}.(z−1)=4(1+2i)2=2(1+2i)1⋅1−2i1−2i=2(1+4)1−2i=101−2i.
两边取共轭,去掉共轭符号。 共轭运算是它自身的逆运算,即 w‾‾=w\overline{\overline{w}}=ww=w,所以
z−1=(1−2i10)‾=1+2i10=110+15i.z-1=\overline{\left(\frac{1-2i}{10}\right)}=\frac{1+2i}{10}=\frac{1}{10}+\frac{1}{5}i.z−1=(101−2i)=101+2i=101+51i.
解出 zzz。 两边加 111:
z=1+110+15i=1110+15i.z=1+\frac{1}{10}+\frac{1}{5}i=\frac{11}{10}+\frac{1}{5}i.z=1+101+51i=1011+51i.
套用 ∣z∣2=a2+b2|z|^2=a^2+b^2∣z∣2=a2+b2。 这里 a=1110a=\tfrac{11}{10}a=1011,b=15b=\tfrac15b=51:
∣z∣2=121100+125=121100+4100=125100=54.|z|^2=\frac{121}{100}+\frac{1}{25}=\frac{121}{100}+\frac{4}{100}=\frac{125}{100}=\frac54.∣z∣2=100121+251=100121+1004=100125=45.
验算:(z−1)‾(4+8i)=(1−2i10)(4+8i)=4+8i−8i+1610=2\overline{(z-1)}(4+8i)=\left(\tfrac{1-2i}{10}\right)(4+8i)=\tfrac{4+8i-8i+16}{10}=2(z−1)(4+8i)=(101−2i)(4+8i)=104+8i−8i+16=2,与题设相符。
54\frac{5}{4}45
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