Bài 2: Một sô phức Z thay đổi sao cho $2z+2+i$ và $3z+4+2i$ có cùng argument. Tìm z để $\left | z-7-i \right |+\left | z-3-4i \right |+\left | z-7-6i \right |$ đạt giá trị nhỏ nhất.
Đặt $z=a+bi\Rightarrow 2z+2+i=(2a+2)+(2b+1)i$ ; $3z+4+2i=(3a+4)+(3b+2)i$
Với $a=-1$ hoặc $a=-\frac{4}{3}$ thì 2 số phức trên không cùng argument (loại).
Với $a\neq -1$ và $a\neq -\frac{4}{3}$ ta có $(2b+1)(3a+4)=(2a+2)(3b+2)\Leftrightarrow a=2b\Leftrightarrow z=2b+bi$
Trong mặt phẳng phức, gọi các điểm $(2b-7,b-1),(2b-3,b-4),(2b-7,b-6)$ lần lượt là $A,B,C$.Ta có :
$P=\left | z-7-i \right |+\left | z-3-4i \right |+\left | z-7-6i \right |=OA+OB+OC$
Bài toán trở thành : Tìm $z$ sao cho $OA+OB+OC$ nhỏ nhất.
Dễ thấy tam giác $ABC$ cân tại $A$.Gọi $M\left ( 2b-5,b-\frac{5}{2} \right )$ và $N\left ( 2b-7,b-\frac{7}{2} \right )$ là trung điểm của $AB$ và $AC$ ; $Q(2b-6,b-3)$ là trung điểm $MN$
Từ tọa độ của $M,N$ suy ra khi $b$ thay đổi thì $O$ luôn luôn thuộc đường thẳng $MN$
Xét điểm $Q$ là trung điểm $MN$, ta có $AQ$ _|_ $MN$ và $QI$ _|_ $BC$ ($I$ là trung điểm $BC$)
Xét điểm $S$ tùy ý thuộc $MN$ ($S$ khác $Q$), ta có :
$SA> QA=\sqrt{5}$ (vì $AQ$ _|_ $MN$)
$SB+SC> QB+QC=2\sqrt{10}$ (vì $Q$ thuộc ellipse $(E)$ có các tiêu điểm $B$ và $C$ và có độ dài trục lớn là $2\sqrt{10}$, còn $S$ nằm trên tiếp tuyến $MN$ của ellipse, tức là nằm ngoài ellipse $(E)$ đó)
$\Rightarrow P_{min}=QA+QB+QC=\sqrt{5}+2\sqrt{10}$ (xảy ra khi $O$ trùng $Q$ hay $b=3$)
Vậy $P_{min}=\sqrt{5}+2\sqrt{10}$ (khi $z=6+3i$)
------------------------------------------------
@ caybutbixanh :
Từ tọa độ của $M$ và $N$ suy ra phương trình đường thẳng $MN$ là $y=\frac{1}{2}\ x$ $\Rightarrow O\in MN,\forall b$
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi chanhquocnghiem: 22-04-2016 - 17:56