问题 解答题
设z是虚数,ω=z+
1
z
,且-1<ω<2.
(1)求|z|的值及z的实部的取值范围;
(2)设u=
1-z
1+z
,求证:u为纯虚数.
答案

设z=x+yi(x,y∈R,y≠0)

(1)ω=z+

1
z
=(x+
x
x2+y2
)+(y-
y
x2+y2
)i

∵-1<ω<2,∴y-

y
x2+y2
=0,

又∵y≠0,∴x2+y2=1即|z|=1

-1<x+

x
x2+y2
<2⇒-1<2x<2,

-

1
2
<x<1

即z的实部的取值范围是(-

1
2
,1)

(2)u=

1-z
1+z
=
(1-x-yi)(1+x-yi)
(1+x)2+y2
=
(1-x2-y2)-2yi
(1+x)2+y2

∵x2+y2=1,∴u=

-2y
(1+x)2+y2
i

又∵y≠0,

∴u是纯虚数.

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