Phương trình bậc hai với hệ số thực trên tập số phức

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. Căn bậc hai của số phức
: Cho số phức w. Mỗi số phức $z$thỏa mãn ${z^2} = w$ được gọi là một căn bậc hai của w.
2. Phương trình bậc hai với hệ số thực
Cho phương trình bậc hai $a{x^2} + bx + c = 0\,\,\left( {a,\,b,\,c \in \mathbb{R};\,a \ne 0} \right)$. Xét $\Delta = {b^2} - 4ac$, ta có
* ∆ = 0: phương trình có nghiệm thực $x = - \frac{b}{{2a}}$.
* ∆ > 0: phương trình có hai nghiệm thực được xác định bởi công thức: ${x_{1,2}} = \frac{{ - b \pm \sqrt \Delta }}{{2a}}$.
* ∆ < 0: phương trình có hai nghiệm phức được xác định bởi công thức:${x_{1,2}} = \frac{{ - b \pm i\sqrt {|\Delta |} }}{{2a}}$.
Chú ý.
* Mọi phương trình bậc $n$: ${A_o}{z^n} + {A_1}{z^{n - 1}} + ... + {A_{n - 1}}z + {A_n} = 0$luôn có $n$ nghiệm phức (không nhất thiết phân biệt).
* Hệ thức Vi–ét đối với phương trình bậc hai với hệ số thực: Cho phương trình bậc hai $a{x^2} + bx + c = 0\,\,\left( {a \ne 0} \right)$ có hai nghiệm phân biệt ${x_1},\,{x_2}$(thực hoặc phức). Ta có hệ thức Vi–ét $\left\{ \begin{array}{l}S = {x_1} + {x_2} = - \frac{b}{a}\\P = {x_1}.{x_2} = \frac{c}{a}\end{array} \right.$
B. KỸ NĂNG CƠ BẢN
Dạng 1: Tìm căn bậc hai của một số phức

* Trường hợp w là số thực: Nếu a là một số thực
+ a < 0a có các căn bậc hai là $ \pm i\sqrt {|a|} $.
+ a = 0, a có đúng một căn bậc hai là 0.
+ a > 0, a có hai căn bậc hai là $ \pm \sqrt a $.
Ví dụ 1: Ta có hai căn bậc hai của – 1 là i và - i. Hai căn bậc hai của $ - {a^2}$(alà số thực khác 0) là $ai$ và - ai.
* Trường hợp $w = a + bi\,\,\left( {a,\,b \in \mathbb{R},\,b \ne 0} \right)$
Gọi $z = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một căn bậc hai của w khi và chỉ khi ${z^2} = w$, tức là
${\left( {x + yi} \right)^2} = a + bi \Leftrightarrow \,{x^2} - {y^2} + 2xyi = a + bi \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = a\\2xy = b\end{array} \right.$
Mỗi cặp số thực $\left( {x;y} \right)$ nghiệm đúng hệ phương trình trên cho ta một căn bậc hai $x + yi$ của số phức w = a + bi.
Ví dụ 2: Tìm các căn bậc hai của w = - 5 + 12i
Gọi $z = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một căn bậc hai của số phức w = - 5 + 12i
Ta có ${z^2} = w \Leftrightarrow \,{\left( {x + yi} \right)^2} = - 5 + 12i\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = - 5\\2xy = 12\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} = 4\\y = \frac{6}{x}\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 3\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = - 2\\y = - 3\end{array} \right.\end{array} \right.$
Vậy w = - 5 + 12i có hai căn bậc hai là 2 + 3i và - 2 - 3i.
Dạng 2: Giải phương trình bậc hai với hệ số thực và các dạng toán liên quan
* Giải các phương trình bậc hai với hệ số thực
Ví dụ 3: Giải phương trình bậc hai sau: ${z^2} - z + 1 = 0$
Ta có $\Delta = {b^2} - 4ac = - 3 < 0$
Phương trình có hai nghiệm phức phân biệt là ${x_{1,2}} = \frac{{1 \pm i\sqrt 3 }}{2}$.
* Giải phương trình quy về phương trình bậc hai với hệ số thực
Phương pháp 1: Phân tích đa thức thành nhân tử:
Bước 1: Nhẩm 1 nghiệm đặc biệt của phương trình.
+ Tổng các hệ số trong phương trình là 0 thì phương trình có một nghiệm x = 1.
+ Tổng các hệ số biến bậc chẵn bằng tổng các hệ số biến bậc lẻ thì phương trình có một nghiệm x = - 1.
+ Định lý Bơdu:
Phần dư trong phép chia đa thức $f\left( x \right)$cho $x - a$ bằng giá trị của đa thức $f\left( x \right)$ tại x = a.
Tức là $f\left( x \right) = \left( {x - a} \right)g\left( x \right) - f\left( a \right)$
Hệ quả: Nếu $f\left( a \right) = 0$ thì $f\left( x \right) \vdots \left( {x - a} \right)$
Nếu $f\left( x \right) \vdots \left( {x - a} \right)$thì $f\left( a \right) = 0$ hay $f\left( x \right) = 0$ có một nghiệm x = a.
Bước 2: Đưa phương trình về phương trình bậc nhất hoặc bậc hai bằng cách hân tích đa thức ở vế trái của phương trình thành nhân tử (dùng hẳng đảng thức, chia đa thức hoặc sử dụng lược đồ Hoocne) như sau:
Với đa thức $f\left( x \right) = {a_n}{x^n} + {a_{n - 1}}{x^{n - 1}} + ... + {a_1}x + {a_0}$ chia cho $x - a$ có thương là $g\left( x \right) = {b_{n - 1}}{x^{n - 1}} + {b_{n - 2}}{x^{n - 2}} + ... + {b_1}x + {b_0}$ dư $r$
phương trình số phức.PNG

Bước 3: Giải phương trình bậc nhất hoặc bậc hai, kết luận nghiệm
Phương pháp 2: Đặt ẩn phụ:
Bước 1: Phân tích phương trình thành các đại lượng có dạng giống nhau.
Bước 2: Đặt ẩn phụ, nêu điều kiện của ẩn phụ (nếu có).
Bước 3: Đưa phương trình ban đầu về phương trình bậc nhất, bậc hai với ẩn mới.
Bước 4: Giải phương trình, kết luận nghiệm.
C. KỸ NĂNG SỬ DỤNG MÁY TÍNH
1. Chọn chế độ tính toán với số phức: MODE 2 màn hình hiện CMPLX.
Nhập số thuần ảo i: Phím ENG
2. Tìm các căn bậc hai của một số phức
Ví dụ 5: Khai căn bậc hai số phức z = - 3 - 4i có kết quả:
Cách 1:
– Mode 2 (CMPLX)
– Nhập hàm ${X^2}$
– Sử dụng phím CALC, nhập từng giá trị vào, giá trị nào ra kết quả bằng $z$ thì ta nhận.
Cách 2:
– Mode 1 (COMP)
– Nhấn Shift + (Pol), ta nhập $Pol\left( { - 3;4} \right)$
– Nhấn Shift – (Rec), ta nhập${\mathop{\rm Re}\nolimits} c\left( {\sqrt X ,Y:2} \right)$, ta thu được kết quả$X = 1;\,Y = 2$.
– Vậy 2 số phức cần tìm là $1 + 2i$ và $ - 1 - 2i$.

VÍ DỤ MINH HỌA
CâU
1. Trong $\mathbb{C}$, phương trình $2{x^2} + x + 1 = 0$ có nghiệm là:
A. ${x_1} = \frac{1}{4}\left( { - 1 - \sqrt 7 i} \right);{x_2} = \frac{1}{4}\left( { - 1 + \sqrt 7 i} \right)$
B. ${x_1} = \frac{1}{4}\left( {1 + \sqrt 7 i} \right);{x_2} = \frac{1}{4}\left( {1 - \sqrt 7 i} \right)$
C. ${x_1} = \frac{1}{4}\left( { - 1 + \sqrt 7 i} \right);{x_2} = \frac{1}{4}\left( {1 - \sqrt 7 i} \right)$
D. ${x_1} = \frac{1}{4}\left( {1 + \sqrt 7 i} \right);{x_2} = \frac{1}{4}\left( { - 1 - \sqrt 7 i} \right)$
Ta có: $\Delta = {b^2} - 4ac = {1^2} - 4.2.1 = - 7 = 7{i^2} < 0$ nên phương trình có hai nghiệm phức là:
${x_{1,2}} = = \frac{{ - 1 \pm i\sqrt 7 }}{4}$
Vậy ta chọn đáp án A.
Câu 2. Khai căn bậc hai số phức $z = - 3 + 4i$ có kết quả:
A. ${z_1} = 1 + 2i;{z_2} = - 1 - 2i$
B. ${z_1} = 1 + 2i;{z_2} = 1 - 2i$
C. ${z_1} = 1 + 2i;{z_2} = - 1 + 2i$
D. ${z_1} = - 1 + 2i;{z_2} = - 1 - 2i$.
Giả sử $w = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một căn bậc hai của số phức $z = - 3 + 4i$.
Ta có:
${w^2} = z \Leftrightarrow \,{\left( {x + yi} \right)^2} = - 3 + 4i\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = - 3\\2xy = 4\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} = 1\\y = \frac{2}{x}\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 2\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = - 1\\y = - 2\end{array} \right.\end{array} \right.$
Do đó z có hai căn bậc hai là:
$\begin{array}{l}{z_1} = 1 + 2i\\{z_2} = - 1 - 2i\end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 3. Trong $\mathbb{C}$, nghiệm của phương trình ${z^3} - 8 = 0$ là:
A. ${z_1} = 2;{z_2} = 1 + \sqrt 3 i;{z_3} = 1 - \sqrt 3 i$
B. ${z_1} = 2;{z_2} = - 1 + \sqrt 3 i;{z_3} = - 1 - \sqrt 3 i$
C. ${z_1} = - 2;{z_2} = - 1 + \sqrt 3 i;{z_3} = - 1 - \sqrt 3 i$
D. ${z_1} = - 2;{z_2} = 1 + \sqrt 3 i;{z_3} = 1 - \sqrt 3 i$
Sử dụng hằng đẳng thức số 7, ta có:
$\begin{array}{l}{z^3} - 8 = 0 \Leftrightarrow \left( {z - 2} \right)\left( {{z^2} + 2z + 4} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 2\\{z^2} + 2z + 4 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 2\\{\left( {z + 1} \right)^2} = - 3\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 2\\z + 1 = \sqrt 3 i\\z + 1 = - \sqrt 3 i\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 2\\z = - 1 + \sqrt 3 i\\z = - 1 - \sqrt 3 i\end{array} \right.\end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 4. Trong $\mathbb{C}$, phương trình $\left| z \right| + z = 2 + 4i$ có nghiệm là:
A. $z = - 3 + 4i$
B. $z = - 2 + 4i$
C. $z = - 4 + 4i$
D. $z = - 5 + 4i$
Đặt $z = a + bi\,\left( {a,b \in \mathbb{R}} \right) \Rightarrow \left| z \right| = \sqrt {{a^2} + {b^2}} $.
Thay vào phương trình: $\sqrt {{a^2} + {b^2}} + a + bi = 2 + 4i$
Suy ra $\left\{ \begin{array}{l}\sqrt {{a^2} + {b^2}} + a = 2\\b = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = - 3\\b = 4\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 5. Hai giá trị ${x_1} = a + bi\,;\,{x_2} = a - bi$ là hai nghiệm của phương trình:
A. ${x^2} + 2ax + {a^2} + {b^2} = 0$
B. ${x^2} + 2ax + {a^2} - {b^2} = 0$
C. ${x^2} - 2ax + {a^2} + {b^2} = 0$
D. ${x^2} - 2ax + {a^2} - {b^2} = 0$
Áp dụng định lý đảo Viet : $\left\{ \begin{array}{l}S = {x_1} + {x_2} = 2a\\P = {x_1}.{x_2} = {a^2} + {b^2}\end{array} \right.$.
Do đó ${x_1},{x_2}$ là hai nghiệm của phương trình: ${x^2} - Sx + P = 0 \Leftrightarrow {x^2} - 2ax + {a^2} + {b^2} = 0$
Ta chọn đáp án A.
Câu 6. Trong $\mathbb{C}$, phương trình z$^2$ + 3iz + 4 = 0 có nghiệm là:
A. $\left[ \begin{array}{l}z = 3i\\z = 4i\end{array} \right.$
B. $\left[ \begin{array}{l}z = i\\z = - 4i\end{array} \right.$
C. $\left[ \begin{array}{l}z = 1 + i\\z = - 3i\end{array} \right.$
D. $\left[ \begin{array}{l}z = 2 - 3i\\z = 1 + i\end{array} \right.$
$\Delta = {b^2} - 4ac = {\left( {3i} \right)^2} - 4.1.4 = - 25 < 0$
Nên phương trình có hai nghiệm phức là:
$\begin{array}{l}{z_1} = \frac{{ - 3i + 5i}}{2} = i\\{z_2} = \frac{{ - 3i - 5i}}{2} = - 4i\end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 7. Trong $\mathbb{C}$, phương trình ${z^2} - z + 1 = 0$ có nghiệm là:
A. $\left[ \begin{array}{l}z = 3 + 5i\\z = 3 - 5i\end{array} \right.$
B. $\left[ \begin{array}{l}z = \frac{{2 + \sqrt 3 i}}{2}\\z = \frac{{2 - \sqrt 3 i}}{2}\end{array} \right.$
C. $\left[ \begin{array}{l}z = \frac{{1 + \sqrt 5 i}}{2}\\z = \frac{{1 - \sqrt 5 i}}{2}\end{array} \right.$
D. $\left[ \begin{array}{l}z = \frac{{1 + \sqrt 3 i}}{2}\\z = \frac{{1 - \sqrt 3 i}}{2}\end{array} \right.$
$\Delta = {b^2} - 4ac = {\left( { - 1} \right)^2} - 4.1.1 = - 3 < 0$
Nên phương trình có hai nghiệm phức là:
$\begin{array}{l}{x_1} = \frac{{1 + \sqrt 3 i}}{2}\\{x_2} = \frac{{1 - \sqrt 3 i}}{2}\end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 8. Tính căn bậc hai của số phức $z = 8 + 6i$ ra kết quả:
A. $\left[ \begin{array}{l}z = 3 - i\\z = 3 + i\end{array} \right.$
B. $\left[ \begin{array}{l}z = 3 + i\\z = - 3 - i\end{array} \right.$
C. $\left[ \begin{array}{l}z = - 3 + i\\z = 3 - i\end{array} \right.$
D. $\left[ \begin{array}{l}z = 3 - i\\z = - 3 - i\end{array} \right.$
Giả sử $w = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một căn bậc hai của số phức$z = 8 + 6i$.
Ta có: ${w^2} = z \Leftrightarrow \,{\left( {x + yi} \right)^2} = 8 + 6i\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = 8\\2xy = 6\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} = 9\\y = \frac{3}{x}\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 3\\y = 1\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = - 3\\y = - 1\end{array} \right.\end{array} \right.$
Do đó z có hai căn bậc hai là $\left[ \begin{array}{l}{z_1} = 3 + i\\{z_2} = - 3 - i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 9. Trong $\mathbb{C}$, nghiệm của phương trình ${z^2} + \sqrt 5 = 0$ là:
A. $\left[ \begin{array}{l}z = \sqrt 5 \\z = - \sqrt 5 \end{array} \right.$
B. $\left[ \begin{array}{l}z = \sqrt[4]{5}i\\z = - \sqrt[4]{5}i\end{array} \right.$
C. $\sqrt 5 i$
D. $ - \sqrt 5 i$
${z^2} + \sqrt 5 = 0 \Leftrightarrow {z^2} = - \sqrt 5 \Leftrightarrow z = \pm i\sqrt[4]{5}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 10. Trong $\mathbb{C}$, nghiệm của phương trình ${z^2} = - 5 + 12i$ là:
A. $\left[ \begin{array}{l}z = 2 + 3i\,\,\\z = - 2 - 3i\end{array} \right.$
B. $z = 2 + 3i$
C. $z = 2 - 3i$
D. $\left[ \begin{array}{l}z = 2 - 3i\,\,\\z = - 2 + 3i\end{array} \right.\,$
Giả sử $z = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một nghiệm của phương trình.
$\begin{array}{l}{z^2} = - 5 + 12i \Leftrightarrow {\left( {x + yi} \right)^2} = - 5 + 12i \Leftrightarrow {x^2} - {y^2} + 2xy = - 5 + 12i\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = - 5\\2xy = 12\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x^2} = 4\\y = \frac{6}{x}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left[ \begin{array}{l}x = 2\\y = 3\end{array} \right.\\\left[ \begin{array}{l}x = - 2\\y = - 3\end{array} \right.\end{array} \right.\end{array}$
Do đó phương trình có hai nghiệm là $\left[ \begin{array}{l}z = 2 + 3i\\z = - 2 - 3i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 11. Trong $\mathbb{C}$, nghiệm của phương trình ${z^2} + 4z + 5 = 0$ là:
A. $z = 2 - i$
B. $z = - 2 - i$
C. $\left[ \begin{array}{l}z = - 2 - i\\z = - 2 + i\end{array} \right.$
D. $z = - 2 + i$
${z^2} + 4z + 5 = 0 \Leftrightarrow {\left( {z + 2} \right)^2} = - 1 \Leftrightarrow z + 2 = \pm i \Leftrightarrow z = - 2 \pm i$
Ta chọn đáp án A.
Câu 12. Trong $\mathbb{C}$, nghiệm của phương trình ${z^2} - 2z + 1 - 2i = 0$ là
A. $\left[ \begin{array}{l}{z_1} = 2 - i\\{z_2} = - i\end{array} \right.$
B. $\left[ \begin{array}{l}{z_1} = i - 2\\{z_2} = - i\end{array} \right.$
C. $\left[ \begin{array}{l}{z_1} = 2 + i\\{z_2} = 2 - i\end{array} \right.$
D. $\left[ \begin{array}{l}{z_1} = 2 + i\\{z_2} = - i\end{array} \right.$
${z^2} - 2z + 1 - 2i = 0 \Leftrightarrow {\left( {z - 1} \right)^2} = 2i \Leftrightarrow z - 1 = \pm \left( {1 + i} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 1 + 1 + i = 2 + i\\z = 1 - 1 - i = - i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 13. Cho $z = 3 + 4i$. Tìm căn bậc hai của $z$.
A. - 2 + i và 2 - i
B. 2 + i và 2 - i
C. 2 + i và - 2 - i
D. $\sqrt 3 + 2i$ và $ - \sqrt 3 - 2i$
Giả sử $w = x + yi\,\,\left( {x,y \in \mathbb{R}} \right)$ là một căn bậc hai của số phức $z = 3 + 4i$.
Ta có: ${w^2} = z \Leftrightarrow \,{\left( {x + yi} \right)^2} = 3 + 4i\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} - {y^2} = 3\\2xy = 4\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left\{ \begin{array}{l}{x^2} = 4\\y = \frac{2}{x}\end{array} \right.\, \Leftrightarrow \,\left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 1\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = - 2\\y = - 1\end{array} \right.\end{array} \right.$
Do đó z có hai căn bậc hai là $\left[ \begin{array}{l}z = 2 + i\\z = - 2 - i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 14. Cho $z = 1 - i$. Tìm căn bậc hai dạng lượng giác của $z$:
A. $\sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{{ - \pi }}{8} + i\sin \frac{{ - \pi }}{8}} \right)$ và $\sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{{7\pi }}{8} + i\sin \frac{{7\pi }}{8}} \right)$
B. $\sqrt 2 \left( {\cos \frac{\pi }{4} + i\sin \frac{\pi }{4}} \right)$
C. $\sqrt 2 \left( {\cos \frac{{ - \pi }}{4} + i\sin \frac{{ - \pi }}{4}} \right)$
D. $\sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{\pi }{8} + i\sin \frac{\pi }{8}} \right)$ và $\sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{{ - \pi }}{8} + i\sin \frac{{ - \pi }}{8}} \right)$
Ta có $z = 1 - i = \sqrt 2 \left[ {\cos \left( { - \frac{\pi }{4}} \right) + i\sin \left( { - \frac{\pi }{4}} \right)} \right]$ có các căn bậc hai là: ${w_1} = \sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{{7\pi }}{8} + i\sin \frac{{7\pi }}{8}} \right);\,{w_2} = \sqrt[4]{2}\left( {\cos \frac{{ - \pi }}{8} + i\sin \frac{{ - \pi }}{8}} \right)$
Ta chọn đáp án A.
Câu 15. Trong $\mathbb{C}$, phương trình $\left( {{z^2} + i} \right)\left( {{z^2} - 2iz - 1} \right) = 0$ có nghiệm là:
C. $\frac{{\sqrt 3 }}{2}\left( {1 - 2i} \right)$ ; $\frac{{\sqrt 3 }}{2}\left( { - 2 + i} \right)$; 4i
B. $1 - i$; $ - 1 + i$; $2i$
A. $\frac{{\sqrt 2 \left( {1 - i} \right)}}{2}$, $\frac{{\sqrt 2 }}{2}\left( { - 1 + i} \right)$, i
D. $1 - 2i$; $ - 15i$ ; 3i
$\left( {{z^2} + i} \right)\left( {{z^2} - 2iz - 1} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{z^2} = - i\\{\left( {z - i} \right)^2} = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = \frac{{ \pm \left( {1 - i} \right)}}{{\sqrt 2 }}\\z = i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 16. Trong $\mathbb{C}$, phương trình ${z^4} - 6{z^2} + 25 = 0$ có nghiệm là:
A. $ \pm 8{\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \pm 5i$
B. $ \pm 3{\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \pm 4$
C. $ \pm 5{\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \pm 2i$
D. $ \pm \left( {2 + i} \right){\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \pm \left( {2 - i} \right)$
${z^4} - 6{z^2} + 25 = 0 \Leftrightarrow {\left( {{z^2} - 3} \right)^2} + 16 = 0 \Leftrightarrow {z^2} - 3 = \pm 4i \Leftrightarrow {z^2} = 3 \pm 4i \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = \pm \left( {2 + i} \right)\\z = \pm \left( {2 - i} \right)\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 17. Trong $\mathbb{C}$, phương trình $z + \frac{1}{z} = 2i$ có nghiệm là:
A. $\left( {1 \pm \sqrt 3 } \right)i$
B. $\left( {5 \pm \sqrt 2 } \right)i$
C. $\left( {1 \pm \sqrt 2 } \right)i$
D. $\left( {2 \pm \sqrt 5 } \right)i$
$\begin{array}{l} z + \frac{1}{z} = 2i \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {z \ne 0}\\ {{z^2} - 2iz + 1 = 0} \end{array}} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {z \ne 0}\\ {{{\left( {z - i} \right)}^2} + 2 = 0} \end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {z \ne 0}\\ {z - i = \pm \sqrt 2 i} \end{array}} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {z \ne 0}\\ {z = \left( { \pm \sqrt 2 + 1} \right)i} \end{array}} \right. \Leftrightarrow z = \left( {1 \pm \sqrt 2 } \right)i \end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 18. Trong $\mathbb{C}$, phương trình ${z^3} + 1 = 0$ có nghiệm là:
A. - 1; $\frac{{2 \pm i\sqrt 3 }}{2}$
B. - 1; $\frac{{1 \pm i\sqrt 3 }}{2}$
C. - 1; $\frac{{1 \pm i\sqrt 5 }}{4}$
D. - 1; $\frac{{5 \pm i\sqrt 3 }}{4}$
${z^3} + 1 = 0 \Leftrightarrow \left( {z + 1} \right)\left( {{z^2} - z + 1} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = - 1\\{z^2} - z + 1 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = - 1\\z = \frac{{1 \pm \sqrt 3 }}{2}\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A
Câu 19. Trong $\mathbb{C}$, phương trình ${z^4} - 1 = 0$ có nghiệm là:
A $ \pm 1\,;\, \pm 2i$
B. $ \pm 2{\kern 1pt} ;\,{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \pm 2i$
C. $ \pm 3\,;\, \pm 4i$
D. $ \pm 1\,;\, \pm i$
${z^4} - 1 = 0 \Leftrightarrow \left( {z - 1} \right)\left( {z + 1} \right)\left( {{z^2} + 1} \right) = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 1\\z = - 1\\{z^2} + 1 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = 1\\z = - 1\\z = \pm i\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
Câu 20. Trong $\mathbb{C}$, căn bậc hai của $ - 121$ là:
A. - 11i
B. 11i
C. - 11
D. 11i và - 11i
Ta có: $z = - 121 \Leftrightarrow z = {\left( {11i} \right)^2}$. Do đó z có hai căn bậc hai là $z = 11i;\,z = - 11i$
Ta chọn đáp án A.
Câu 21. Phương trình $8{z^2} - 4z + 1 = 0$ có nghiệm là:
A ${z_1} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4}i;\,\,{z_2} = \frac{5}{4} - \frac{1}{4}i$
B.${z_1} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4}i;\,\,{z_2} = \frac{1}{4} - \frac{3}{4}i$
C. ${z_1} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4}i;\,\,{z_2} = \frac{1}{4} - \frac{1}{4}i$
D.${z_1} = \frac{2}{4} + \frac{1}{4}i;\,\,{z_2} = \frac{1}{4} - \frac{1}{4}i$
$\Delta ' = b{'^2} - ac = 4 - 8 = - 4 < 0 \Rightarrow {z_{1,2}} = \frac{{2 \pm 2i}}{8} = \frac{1}{4} \pm \frac{i}{4}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 22. Biết ${z_1};\,\,{z_2}$ là hai nghiệm của phương trình $2{z^2} + \sqrt 3 z + 3 = 0$. Khi đó giá trị của $z_1^2 + z_2^2$ là:
A. $\frac{9}{4}$
B.9
C. 4
D.$ - \frac{9}{4}$
Theo Viet, ta có: $\left\{ \begin{array}{l}S = {z_1} + {z_2} = - \frac{b}{a} = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\\P = {z_1}.{z_2} = \frac{c}{a} = \frac{3}{2}\end{array} \right.$
$z_1^2 + z_2^2 = {S^2} - 2P = \frac{3}{4} - 3 = - \frac{9}{4}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 23. Phương trình ${z^2} + az + b = 0$ có một nghiệm phức là $z = 1 + 2i$. Tổng 2 số avà $b$bằng:
A.0
B. - 3
C. 3
D. - 4
Vì $z = 1 + 2i$ là một nghiệm của phương trình ${z^2} + az + b = 0$ nên ta có:
${\left( {1 + 2i} \right)^2} + a\left( {1 + 2i} \right) + b = 0 \Leftrightarrow a + b + 2ai = 3 - 4i \Leftrightarrow a + b = 3$
Ta chọn đáp án A.
Câu 24. Gọi ${z_1};\,\,{z_2}$ là hai nghiệm phức của phương trình ${z^2} - 4z + 5 = 0$. Khi đó phần thực của $z_1^2 + z_2^2$ là:
A. 5
B. 6
C. 4
D. 7
Theo Viet, ta có: $\left\{ \begin{array}{l}S = {z_1} + {z_2} = - \frac{b}{a} = 4\\P = {z_1}.{z_2} = \frac{c}{a} = 5\end{array} \right.$
$z_1^2 + z_2^2 = {S^2} - 2P = 16 - 2.5 = 6$
Ta chọn đáp án A.
Câu 25. Gọi ${z_1};\,\,{z_2}$ là hai nghiệm phức của phương trình${z^2} + 2z + 4 = 0$. Khi đó $A = |{z_1}{|^2} + |{z_2}{|^2}$ có giá trị là
A. - 7
B. – 8
C. - 4
D. 8
$\begin{array}{l}{z^2} + 2z + 4 = 0 \Leftrightarrow {\left( {z + 1} \right)^2} + 3 = 0 \Leftrightarrow z = - 1 \pm \sqrt 3 i\\ \Rightarrow A = |{z_1}{|^2} + |{z_2}{|^2} = 8\end{array}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 26. Phương trình ${z^3} = 8$ có bao nhiêu nghiệm phức với phần ảo âm?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 0
$\begin{array}{l}{z^3} = 8 \Leftrightarrow \left( {z - 2} \right)\left( {{z^2} + 2z + 4} \right) = 0 \Leftrightarrow \left( {z - 2} \right)\left[ {{{\left( {z + 1} \right)}^2} + 3} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}z = 2\\z = - 1 \pm \sqrt 3 i\end{array} \right.\end{array}$
Do đó phương trình chỉ có một nghiệm phức có phần ảo âm.
Ta chọn đáp án A.
Câu 27. Biết ${z_1},{z_2}$ là hai nghiệm của phương trình $2{z^2} + \sqrt 3 z + 3 = 0$. Khi đó giá trị của $z_1^2 + z_2^2$ là:
A. 4
B. $\frac{9}{4}$
C. 9
D. $ - \frac{9}{4}$
Áp dụng định lý Viet, ta có: $\left\{ \begin{array}{l}S = {z_1} + {z_2} = - \frac{b}{a} = - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\\P = {z_1}{z_2} = \frac{c}{a} = \frac{3}{2}\end{array} \right.$
$z_1^2 + z_2^2 = {S^2} - 2P = \frac{3}{4} - 3 = - \frac{9}{4}$
Ta chọn đáp án A.
Câu 28. Phương trình sau có mấy nghiệm thực: ${z^2} + 2z + 2 = 0$
A. 0
B. 1
C. 2
D. Vô số nghiệm.
$\Delta ' = b{'^2} - ac = 1 - 2 = - 1 < 0$ nên phương trình vô nghiệm trên tập số thực.
Ta chọn đáp án A.
Câu 29. Tìm các căn bậc hai của - 9.
A. $ \pm 3i$
B. 3
C. 3i
D. - 3
Ta có $ - 9 = 9.{i^2}$ nên - 9 có các căn bậc hai là 3i và $ - 3i$.
Ta chọn đáp án A.
Câu 30. Trong $\mathbb{C}$, phương trình ${z^4} + 4 = 0$ có nghiệm là:
A. $ \pm \left( {1 - 4i} \right){\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \, \pm \left( {1 + 4i} \right)$
B. $ \pm \left( {1 - 2i} \right)$; $ \pm \left( {1 + 2i} \right)$
C. $ \pm \left( {1 - 3i} \right){\mkern 1mu} {\kern 1pt} ;{\mkern 1mu} {\kern 1pt} \, \pm \left( {1 + 3i} \right)$
D. ±$\left( {1 - i} \right)$; $ \pm \left( {1 + i} \right)$
${z^4} + 4 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{z^2} = 2i\\{z^2} = - 2i\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}z = \pm \left( {1 + i} \right)\\z = \pm \left( {1 - i} \right)\end{array} \right.$
Ta chọn đáp án A.
 
Sửa lần cuối: