北京大学 2022年强基第13题

强基计划真题

📝 题目

已知复数 $z$ 满足 $\displaystyle \left|z+\frac{6}{z}\right|=1$ ,求 $|z|$ 的最小值。

💡 答案解析

答案:小于 解:由题意知若 $A$ 为 $n+1$ 位数,则 $D(A) \leq\left(2^{n+1}-1\right) \times 9\lt 2^{n+1} \times 10, b_{0}=2033^{10}\lt 10^{40}$ , 所以 $b_{0}$ 至多为 40 位,所以 $b_{1}\lt 2^{40} \times 10\lt 8^{14} \times 10\lt 10^{15}$ , 所以 $b_{1}$ 至多为 15 位,进而 $b_{2}\lt 2^{15} \times 10\lt 8^{5} \times 10\lt 10^{6}$ , 所以 $b_{2}$ 至多为 6 位,进而 $b_{3}\lt 2^{6} \times 10\lt 640$ , 所以 $b_{3}$ 至多为 3 位,进而 $b_{4}\lt 2^{3} \times 10\lt 80$ , 所以 $b_{4}$ 至多为 2 位,进而 $b_{5}\lt 40$ 也至多两位, 依此类推可得 $b_{2022}$ 至多两位, 其各位数字的平方和不超过 $81+81=162$ ,小于 200 。 【注】原问题为求 $b_{2022}$ 各位数字的平方和,题目中所给出选项分别为" 730 "," 520 "和" 370 "和 "以上答案均不正确"。

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:设|z|=r,利用三角不等式得到r的不等式
设|z|=r>0,由|z+6/z|=1,利用三角不等式得| |z|-|6/z| | ≤ 1 ≤ |z|+|6/z|,即|r-6/r| ≤ 1 ≤ r+6/r。
公式:| |a|-|b| | ≤ |a+b| ≤ |a|+|b|
提示:注意绝对值不等式方向
步骤 2/4
目标:由右边不等式得到r的范围
由1 ≤ r+6/r,即r+6/r-1≥0,乘以r得r^2 - r + 6 ≥ 0,判别式Δ=1-24<0,恒成立,故r>0均满足。
公式:r+6/r ≥ 1
提示:恒成立条件
步骤 3/4
目标:由左边不等式得到r的范围
由|r-6/r| ≤ 1得-1 ≤ r-6/r ≤ 1。先解r-6/r ≥ -1,即r^2 + r - 6 ≥ 0,得r ≥ 2或r ≤ -3(舍负),故r ≥ 2。再解r-6/r ≤ 1,即r^2 - r - 6 ≤ 0,得-2 ≤ r ≤ 3,结合r>0得0
公式:|r-6/r| ≤ 1 ⇒ -1 ≤ r-6/r ≤ 1
提示:注意r>0,解二次不等式
步骤 4/4
目标:确定|z|的最小值
由2 ≤ r ≤ 3,得|z|的最小值为2。
提示:最小值在边界取得

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