题目内容

已知θ∈R,复数z1=1+cosθ+isinθ,z2=1-cosθ+isinθ.
(1)求证:|z1•z2|=|z1|•|z2|;
(2)求|2z1-z2|的最值.
分析:(1)利用复数的运算法则分别计算z1•z2,|z1|,|z2|,即可得出|z1•z2|,|z1|•|z2|.
(2)计算2z1-z2,可得|2z1-z2|.再根据二次函数的单调性和余弦函数的单调性即可得出.
解答:解:(1)∵z1•z2=(1+cosθ+isinθ)•(1-cosθ+isinθ)=1-cos2θ+[(1+cosθ)sinθ+(1-cosθ)sinθ]i-sin2θ
=2isinθ,|z1|=
(1+cosθ)2+(sinθ)2
=
2+2cosθ
,|z2|=
(1-cosθ)2+(sinθ)2
=
2-2cosθ

∴|z1•z2|=2|sinθ|,|z1|•|z2|=
2+2cosθ
2-2cosθ
=2
1-cos2θ
=2|sinθ|.
(2)∵2z1-z2=2(1+cosθ+isinθ)-(1-cosθ+isinθ)=1+3cosθ+isinθ.
∴|2z1-z2|=
(1+3cosθ)2+sin2θ
=
8(cosθ+
3
8
)2+
7
8

当cosθ=1时,|2z1-z2|取得最大值,∴|2z1-z2|max=
8×(
11
8
)2+
7
8
=4.
当cosθ=-
3
8
时,|2z1-z2|取得最小值,∴|2z1-z2|min=
0+
7
8
=
14
4
点评:本题考查了复数的运算法则、二次函数的单调性和余弦函数的单调性、三角函数的平方关系,属于中档题.
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