設 z 為複數,且 (z − 1) 的共軛複數乘以 (4 + 8i) 等於 2,求 z 的絕對值平方之值。
設 zzz 為複數,滿足
(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。
先想清楚為什麼不能只用絕對值抄捷徑。 兩邊取絕對值得 ∣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。那是 zzz 到 111 的距離,不是 ∣z∣|z|∣z∣,並不能決定 ∣z∣2|z|^2∣z∣2。我們必須真的把 zzz 本身解出來。
把共軛項孤立出來並做分母有理化。 兩邊同除以 4+8i=4(1+2i)4+8i=4(1+2i)4+8i=4(1+2i),再乘上分母的共軛:
(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.
兩邊取共軛,把上面那一橫去掉。 取共軛是自身的反運算,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。 兩邊加 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。 其中 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.
驗算:(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,與題目相符。
54\frac{5}{4}45
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