Βοηθεια παιδια
Έχω μιγαδικο Z για τον οποίο ισχύει:
|(1-i) * Z -14+2i|=5√2.
i) να βρείτε τον γ.τ. των εικονων του z
ii) Να βρείτε την μέγιστη και την ελαχιστη τιμη καθώς και τους μιγαδικους των οποιων παριστανει τις τιμες αυτες.
iii) Αν z1,z2 μιγαδικοι του γεωμετρικου τοπου του ερωτηματος (i) να βρειτε την μεγιστη τιμη του |z1-z2|
i) Θέτουμε z=x+yi όπου x,y ανήκουν R. Έχουμε:
(1-i)z-14+2i=(1-i)(x+yi)-14+2i=x+yi-xi+y-14+2i=(x+y-14)+(y-x+2)i
|(1-i)z-14+2i|=SQRT[((x+y-14)^2)+((y-x+2)^2)]
|(1-i)z-14+2i|^2=((x+y-14)^2)+((y-x+2)^2)=x^2+y^2+196+2xy-28x-28y+(y^2)+(x^2)+4-2xy+4y-4x=2(x^2)+2(y^2)-32x-24y+200
Έχουμε
|(1-i)z-14+2i|=5SQRT(2) => |(1-i)z-14+2i|^2=50 => 2(x^2)+2(y^2)-32x-24y+200=50 => 2(x^2)+2(y^2)-32x-24y+150=0 =>
=> (x^2)+(y^2)-16x-12y+75=0 => [(x^2)-16x+64]+[(y^2)-12y+36]=25 => ((x-4)^2)+((y-6)^2)=5^2 (1)
Επομένως ο z ανήκει σε κύκλο C με κέντρο Κ(4,6) και ακτίνα ρ=5.
ii) Έστω Α και Β τα σημεία στα οποία η ευθεία (ε) που διέρχεται από την αρχή Ο(0,0) και Κ(4,6) έτσι ώστε (ΟΑ)<(ΟΒ). Αν M(x,y) η εικόνα του z τότε ισχύει (ΟΑ)<=(ΟΜ)<=(ΟΒ) για κάθε Μ(z) ανήκει C. Αν A(z1) και B(z2) τότε η προηγούμενη σχέση γράφεται στη μορφή |z1|<=|z|<=|z2|. Συνεπώς min|z|=|z1| και max|z|=|z2|.
Η ευθεία (ε) έχει εξίσωση της μορφής y=αx+β. Επειδή διέρχεται από την αρχή Ο(0,0) τότε β=0, οπότε y=αx. Η (ε) διέρχεται από το σημείο Κ(4,6), οπότε οι συντεταγμένες του επαληθεύουν την εξίσωσή της:
6=α*4 => α=3/2
Συνεπώς η ευθεία (ε) έχει εξίσωση y=(3/2)x (2)
Οι συντεταγμένες των σημείων τομής της ευθείας (ε) με τον κύκλο C προκύπτουν από το σύστημα των δύο εξισώσεων. Αντικαθιστώντας την (2) στην (1) προκύπτει:
((x-4)^2)+((y-6)^2)=5^2 => ((x-4)^2)+(((3χ/2)-6)^2))=25 => ((x-4)^2)+(9/4)((χ-4)^2)=25 => (13/4)((χ-4)^2)=25 =>
=> ((χ-4)^2)=100/13 => |χ-4|=10/SQRT(13) => x-4=-10/SQRT(13) ή x-4=10/SQRT(13) => x=4-10/SQRT(13) ή x=4+10/SQRT(13)
Έχουμε:
x1=4-(10/SQRT(13))=4-(10SQRT(13)/13)=(52-10SQRT(13))/13
y1=(3/2)x1=(3/2)[4-(10/SQRT(13))]=6-(15/SQRT(13))=6-(15SQRT(13)/13)=(78-15SQRT(13))/13
x2=4+(10/SQRT(13))=4+(10SQRT(13)/13)=(52+10SQRT(13))/13
y2=(3/2)x2=(3/2)[4+(10/SQRT(13))]=6+(15/SQRT(13))=6+(15SQRT(13)/13)=(78+15SQRT(13))/13
Τα σημεία Α(x1,y1) και Β(x2,y2) είναι τα
Α((52-10SQRT(13))/13,(78-15SQRT(13))/13)
Β((52+10SQRT(13))/13,(78+15SQRT(13))/13)
Στη συνέχεια υπολογίζονται τα (ΟΑ) και (ΟΒ):
(ΟΑ)^2=(x1^2)+(y1^2)=[(4-(10/SQRT(13)))^2]+[(6-(15/SQRT(13)))^2]=16+(100/13)-(80/SQRT(13))+36+(225/13)-(180/SQRT(13))
(OA)^2=52+(325/13)-(260/SQRT(13))=52+25-(260/SQRT(13))=75-(260/SQRT(13))=75-20SQRT(13)
(ΟB)^2=(x2^2)+(y2^2)=[(4+(10/SQRT(13)))^2]+[(6+(15/SQRT(13)))^2]=16+(100/13)+(80/SQRT(13))+36+(225/13)+(180/SQRT(13))=52+(325/13)+(260/SQRT(13))=52+25+(260/SQRT(13))=75+(260/SQRT(13))=75+20SQRT(13)
Παρατηρούμε ότι όντως ισχύει (ΟΑ)<(ΟΒ).
Άρα
z1=x1+y1=[(52-10SQRT(13))/13]+[(78-15SQRT(13))/13]i με |z1|=75-20SQRT(13)
z2=x2+y2=[(52+10SQRT(13))/13]+[(78+15SQRT(13))/13]i με |z2|=75+20SQRT(13)
iii) Οι μιγαδικοί αριθμοί z1, z2 δεν είναι αυτοί που υπολογίστηκαν στο ερώτημα ii) αλλά είναι δύο τυχαίοι μιγαδικοί αριθμοί των οποίων οι εικόνες ανήκουν στον κύκλο C. Το μέτρο |z1-z2| της διαφοράς (z1-z2) παριστάνει το μήκος της χορδής του κύκλου με άκρα τις εκονές M1(z1) και M2(z2). Επειδή το ευθύγραμμο τμήμα Μ1Μ2 είναι χορδή του κύκλου τότε το μήκος της γίνεται μέγιστο όταν τα σημεία Μ1, Μ2 είναι αντιδιαμετρικά. Σε αυτήν την περίπτωση το ευθύγραμμο τμήμα Μ1Μ2 έχει μήκος ίσο με τη διάμετρο του κύκλου. Συνεπώς:
max|z1-z2|=2ρ=2*5=10