问题
解答题
已知z为虚数,且|z|=
(1)求复数z; (2)若z的虚部为正数,且ω=z+4sinθ•i(i为虚数单位,θ∈R),求ω的模的取值范围. |
答案
(1)设z=a+bi(a、b∈R且b≠0,i为虚数单位).
由|z|=5得 a2+b2=5(*)…(1分)
又因为z2-2
为实数,即(a+bi)2-2(a-bi)为实数,即a2-b2-2a+2b(a+1)i为实数,. z
所以b(a+1)=0,…(2分)
又 b≠0,所以a=-1.将a=-1代入(*)解得 b=±2.…(4分)
于是 z=-1+2i或z=-1-2i.…(5分)
(2)若z的虚部为正数,则由(1)知,z=-1+2i,所以ω=-1+2i+4sinθ•i,
即ω=-1+(2+4sinθ)•i,…(6分)
所以|ω|=
,即|ω|=(-1)2+(2+4sinθ)2
,16(sinθ+
)2+11 2
设t=sinθ(-1≤t≤1),则|ω|=
,16(t+
)2+11 2
它在t∈[-1,-
]上单调递减,在t∈[-1 2
,1]上单调递增.1 2
所以当t=-
,即sinθ=-1 2
,即θ=kπ-(-1)k•1 2
(k∈Z)时,|ω|min=1;…(8分)π 6
又当t=-1,即sinθ=-1,即θ=2kπ-
(k∈Z)时,|ω|=π 2
,当t=1,即sinθ=1,即θ=2kπ+5
(k∈Z)时,|ω|=π 2
,所以|ω|max=37
.37
因此 所求ω的模的取值范围为 [ 1,
].…(10分)37