Краткий ответ:
Изобразить на комплексной плоскости множество всех чисел z z , удовлетворяющих заданному условию:
а) ∣ z − i ∣ = 1 |z — i| = 1 ; ∣ x + y i − i ∣ = 1 |x + yi — i| = 1 ; x 2 + ( y − 1 ) 2 = 1 \sqrt{x^2 + (y — 1)^2} = 1 ; x 2 + ( y − 1 ) 2 = 1 2 x^2 + (y — 1)^2 = 1^2 ;
б) ∣ z + 2 i ∣ = 2 |z + 2i| = 2 ; ∣ x + y i + 2 i ∣ = 2 |x + yi + 2i| = 2 ; x 2 + ( y + 2 ) 2 = 2 \sqrt{x^2 + (y + 2)^2} = 2 ; x 2 + ( y + 2 ) 2 = 2 2 x^2 + (y + 2)^2 = 2^2 ;
в) ∣ z − 1 − i ∣ = 2 |z — 1 — i| = \sqrt{2} ; ∣ x + y i − 1 − i ∣ = 2 |x + yi — 1 — i| = \sqrt{2} ; ( x − 1 ) 2 + ( y − 1 ) 2 = 2 \sqrt{(x — 1)^2 + (y — 1)^2} = \sqrt{2} ; ( x − 1 ) 2 + ( y − 1 ) 2 = ( 2 ) 2 (x — 1)^2 + (y — 1)^2 = (\sqrt{2})^2 ;
г) ∣ z + 4 + 3 i ∣ = 5 |z + 4 + 3i| = 5 ; ∣ x + y i + 4 + 3 i ∣ = 5 |x + yi + 4 + 3i| = 5 ; ( x + 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 5 \sqrt{(x + 4)^2 + (y + 3)^2} = 5 ; ( x + 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 5 2 (x + 4)^2 + (y + 3)^2 = 5^2 ;
Подробный ответ:
Задано множество комплексных чисел z z , которые удовлетворяют условиям вида:
∣ z − a ∣ = r |z — a| = r
Это означает, что геометрически z z находится на окружности радиуса r r с центром в точке a a на комплексной плоскости. Запишем z = x + y i z = x + yi , где x , y ∈ R x, y \in \mathbb{R} , тогда:
∣ z − a ∣ = ( x − Re ( a ) ) 2 + ( y − Im ( a ) ) 2 = r |z — a| = \sqrt{(x — \text{Re}(a))^2 + (y — \text{Im}(a))^2} = r
Поднимем это в квадрат, чтобы получить уравнение окружности в алгебраическом виде.
а) ∣ z − i ∣ = 1 |z — i| = 1
Шаг 1. Запишем z = x + y i z = x + yi . i = 0 + 1 i ⇒ Re ( i ) = 0 , Im ( i ) = 1 i = 0 + 1i \Rightarrow \text{Re}(i) = 0, \text{Im}(i) = 1
Шаг 2. Вычислим модуль:
∣ z − i ∣ = ∣ x + y i − i ∣ = ∣ x + ( y − 1 ) i ∣ = x 2 + ( y − 1 ) 2 |z — i| = |x + yi — i| = |x + (y — 1)i| = \sqrt{x^2 + (y — 1)^2}
Шаг 3. Приравниваем модуль к 1:
x 2 + ( y − 1 ) 2 = 1 \sqrt{x^2 + (y — 1)^2} = 1
Шаг 4. Возводим в квадрат обе части:
x 2 + ( y − 1 ) 2 = 1 2 = 1 x^2 + (y — 1)^2 = 1^2 = 1
Вывод: Это уравнение окружности с центром в точке ( 0 , 1 ) (0, 1) , радиус R = 1 R = 1 .
б) ∣ z + 2 i ∣ = 2 |z + 2i| = 2
Шаг 1. z = x + y i z = x + yi , + 2 i = 0 + 2 i ⇒ Re = 0 , Im = 2 +2i = 0 + 2i \Rightarrow \text{Re} = 0, \text{Im} = 2
Шаг 2. Модуль:
∣ z + 2 i ∣ = ∣ x + y i + 2 i ∣ = ∣ x + ( y + 2 ) i ∣ = x 2 + ( y + 2 ) 2 |z + 2i| = |x + yi + 2i| = |x + (y + 2)i| = \sqrt{x^2 + (y + 2)^2}
Шаг 3. Приравниваем:
x 2 + ( y + 2 ) 2 = 2 \sqrt{x^2 + (y + 2)^2} = 2
Шаг 4. Квадрат:
x 2 + ( y + 2 ) 2 = 2 2 = 4 x^2 + (y + 2)^2 = 2^2 = 4
Вывод: Центр окружности в точке ( 0 , − 2 ) (0, -2) , радиус R = 2 R = 2
в) ∣ z − 1 − i ∣ = 2 |z — 1 — i| = \sqrt{2}
Шаг 1. z = x + y i z = x + yi , 1 + i = 1 + 1 i ⇒ Re = 1 , Im = 1 1 + i = 1 + 1i \Rightarrow \text{Re} = 1, \text{Im} = 1
Шаг 2. Модуль:
∣ z − ( 1 + i ) ∣ = ∣ x + y i − 1 − i ∣ = ∣ ( x − 1 ) + ( y − 1 ) i ∣ = ( x − 1 ) 2 + ( y − 1 ) 2 |z — (1 + i)| = |x + yi — 1 — i| = |(x — 1) + (y — 1)i| = \sqrt{(x — 1)^2 + (y — 1)^2}
Шаг 3. Приравниваем:
( x − 1 ) 2 + ( y − 1 ) 2 = 2 \sqrt{(x — 1)^2 + (y — 1)^2} = \sqrt{2}
Шаг 4. Квадрат:
( x − 1 ) 2 + ( y − 1 ) 2 = 2 (x — 1)^2 + (y — 1)^2 = 2
Вывод: Центр окружности ( 1 , 1 ) (1, 1) , радиус R = 2 R = \sqrt{2}
г) ∣ z + 4 + 3 i ∣ = 5 |z + 4 + 3i| = 5
Шаг 1. z = x + y i z = x + yi , + 4 + 3 i = − 4 − 3 i ⇒ Re = − 4 , Im = − 3 +4 + 3i = -4 — 3i \Rightarrow \text{Re} = -4, \text{Im} = -3
Шаг 2. Модуль:
∣ z + 4 + 3 i ∣ = ∣ x + y i + 4 + 3 i ∣ = ∣ ( x + 4 ) + ( y + 3 ) i ∣ = ( x + 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 |z + 4 + 3i| = |x + yi + 4 + 3i| = |(x + 4) + (y + 3)i| = \sqrt{(x + 4)^2 + (y + 3)^2}
Шаг 3. Приравниваем:
( x + 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 5 \sqrt{(x + 4)^2 + (y + 3)^2} = 5
Шаг 4. Квадрат:
( x + 4 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 25 (x + 4)^2 + (y + 3)^2 = 25
Вывод: Центр окружности ( − 4 , − 3 ) (-4, -3) , радиус R = 5 R = 5