Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3731759
А
Аноним
15 октября 2026 12:24 · публичный вопрос
А
Аноним

Реши задание на изображении

Ответ нейросети

Краткий ответ

1.

При \(z_1=-1-2i,\ z_2=5+2i\):

\[ \begin{aligned} z_1+z_2&=4,\\ z_1-z_2&=-6-4i,\\ z_1z_2&=-1-12i,\\ (z_1+\overline{z_2})^2&=-32i,\\ \frac{z_1}{z_2}&=\frac{-9-8i}{29},\\ \frac{z_2}{z_1}&=\frac{-9+8i}{5},\\ \frac{(z_1+z_2)^3-3i}{z_1z_2+(2-i)}+i &=\frac{103+999i}{170}. \end{aligned} \]

2.

\[ z_1=4\sqrt2\left(\cos\frac\pi4+i\sin\frac\pi4\right), \]

\[ z_2=4\left(\cos\frac{5\pi}{6}+i\sin\frac{5\pi}{6}\right). \]

\[ z_1^{60}=-2^{150}. \]

Все кубические корни \(z_2\):

\[ w_k=\sqrt[3]{4} \left( \cos\left(\frac{5\pi}{18}+\frac{2\pi k}{3}\right) +i\sin\left(\frac{5\pi}{18}+\frac{2\pi k}{3}\right) \right), \quad k=0,1,2. \]

То есть аргументы корней:

\[ \frac{5\pi}{18},\quad \frac{17\pi}{18},\quad \frac{29\pi}{18}. \]

3.

Это пересечение внутренности круга

\[ (x-1)^2+(y-4)^2<36 \]

с открытым углом

\[ \frac\pi4<\arg z<\frac{2\pi}{3}. \]

Или:

\[ \boxed{(x-1)^2+(y-4)^2<36,\qquad y>x,\qquad y>-\sqrt3x.} \]

4.

\[ \boxed{z=-1+5i,\qquad z=-1-5i.} \]


Ключевые шаги

1. Арифметические действия

Сначала найдём сопряжённое число:

\[ \overline{z_2}=5-2i. \]

Сумма:

\[ z_1+z_2=(-1-2i)+(5+2i)=4. \]

Разность:

\[ z_1-z_2=(-1-2i)-(5+2i)=-6-4i. \]

Произведение:

\[ \begin{aligned} z_1z_2 &=(-1-2i)(5+2i)\\ &=-5-2i-10i-4i^2\\ &=-1-12i. \end{aligned} \]

Так как

\[ z_1+\overline{z_2}=(-1-2i)+(5-2i)=4-4i, \]

то

\[ (z_1+\overline{z_2})^2=(4-4i)^2=-32i. \]

Для деления умножаем числитель и знаменатель на сопряжённое знаменателю число:

\[ \begin{aligned} \frac{z_1}{z_2} &=\frac{-1-2i}{5+2i}\cdot\frac{5-2i}{5-2i}\\ &=\frac{-9-8i}{29}. \end{aligned} \]

Аналогично:

\[ \begin{aligned} \frac{z_2}{z_1} &=\frac{5+2i}{-1-2i}\cdot\frac{-1+2i}{-1+2i}\\ &=\frac{-9+8i}{5}. \end{aligned} \]

Последнее выражение:

\[ z_1+z_2=4,\qquad z_1z_2=-1-12i. \]

Поэтому

\[ \begin{aligned} \frac{(z_1+z_2)^3-3i}{z_1z_2+(2-i)}+i &=\frac{64-3i}{1-13i}+i\\ &=\frac{(64-3i)(1+13i)}{170}+i\\ &=\frac{103+829i}{170}+i\\ &=\frac{103+999i}{170}. \end{aligned} \]

Проверка деления:

\[ \frac{z_1}{z_2}\cdot\frac{z_2}{z_1}=1. \]


2. Тригонометрическая форма

Для \(z_1=4+4i\):

\[ |z_1|=\sqrt{4^2+4^2}=4\sqrt2. \]

Число находится в первой четверти, поэтому

\[ \arg z_1=\frac\pi4. \]

Следовательно,

\[ z_1=4\sqrt2\left(\cos\frac\pi4+i\sin\frac\pi4\right). \]

Точке \(z_1\) соответствует точка \((4,4)\).

Для \(z_2=-2\sqrt3+2i\):

\[ |z_2|=\sqrt{(-2\sqrt3)^2+2^2}=4. \]

Число находится во второй четверти, а угол равен

\[ \arg z_2=\frac{5\pi}{6}. \]

Поэтому

\[ z_2=4\left(\cos\frac{5\pi}{6}+i\sin\frac{5\pi}{6}\right). \]

Точке \(z_2\) соответствует точка \((-2\sqrt3,2)\).

По формуле Муавра:

\[ \begin{aligned} z_1^{60} &=(4\sqrt2)^{60} \left(\cos\frac{60\pi}{4}+i\sin\frac{60\pi}{4}\right)\\ &=(4\sqrt2)^{60}(\cos15\pi+i\sin15\pi)\\ &=-(4\sqrt2)^{60}\\ &=-2^{150}. \end{aligned} \]

Для кубического корня аргумент делится на \(3\), а затем добавляются углы \(2\pi k/3\):

\[ \arg w_k=\frac{5\pi/6+2\pi k}{3} =\frac{5\pi}{18}+\frac{2\pi k}{3}. \]


3. Геометрическое место точек

Условие

\[ |z-1-4i|<6 \]

означает, что точка \(z=x+iy\) лежит внутри круга с центром

\[ C(1,4) \]

и радиусом \(6\):

\[ (x-1)^2+(y-4)^2<36. \]

Условие

\[ \frac\pi4<\arg z<\frac{2\pi}{3} \]

задаёт открытый угол между лучами:

  • \(\arg z=\pi/4\), то есть \(y=x\);
  • \(\arg z=2\pi/3\), то есть \(y=-\sqrt3x\).

Нужна часть круга, расположенная между этими лучами. Границы не входят, поскольку все неравенства строгие.


4. Уравнение

\[ (z+1)^2+25=0. \]

Переносим \(25\):

\[ (z+1)^2=-25=(5i)^2. \]

Значит,

\[ z+1=\pm5i, \]

откуда

\[ z=-1\pm5i. \]

Проверка:

\[ (-1\pm5i+1)^2+25=(\pm5i)^2+25=-25+25=0. \]