MATEMÁTICA A - 12o Ano N o s Complexos - Equações e problemas

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1 MATEMÁTICA A - 1o Ano N o s Complexos - Equações e problemas Exercícios de exames e testes intermédios 1. Em C, conjunto dos números complexos, considere z = + i19 cis θ Determine os valores de θ pertencentes ao intervalo ]0, π[, para os quais z é um número imaginário puro. Na resolução deste item, não utilize a calculadora. Exame 015, 1 a Fase. Seja C o conjunto dos números complexos. Resolva os dois itens seguintes sem utilizar a calculadora..1. Considere z 1 = 1 i ( i 1 e z = cis π i Averigue se a imagem geométrica do complexo (z 1 z pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares. ].. Considere o número complexo w = sen (α + i cos α com α 0, π [ Escreva w na forma trigonométrica. Exame 01, Ép. especial 3. Seja C o conjunto dos números complexos. ( π 3.1. Considere z = cis e w = 6 (z i 1 + zi No plano complexo, seja O a origem do referencial. Seja A a imagem geométrica do número complexo z e seja B a imagem geométrica do número complexo w Determine a área do triângulo [AOB], sem utilizar a calculadora. 3.. Seja α ]0, π[ Resolva, em C, a equação z cos αz + 1 = 0 Apresente as soluções, em função de α, na forma trigonométrica. Exame 01, a Fase. Seja C o conjunto dos números complexos. ( i.1. Considere z 1 = e z = cis α, com α [0, π[ 1 i Determine os valores de α, de modo que z 1 (z seja um número imaginário puro, sem utilizar a calculadora... Seja z um número complexo tal que 1 + z + 1 z 10 Mostre que z < Exame 01, 1 a Fase Página 1 de 7

2 1 + 3i 5. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = ( 5π 1 + i cis 6 Seja z = cis θ, com θ pertencente a [0, π[ Determine θ de modo que z z 1 seja um número real negativo, sem utilizar a calculadora. Exame 013, Ép. especial 6. Seja C o conjunto dos números complexos. Considere z 1 = 1 + 3i + i e z = iz 1 Determine, sem utilizar a calculadora, o menor número natural n tal que (z n é um número real negativo. Exame 013, a Fase 7. Em C, conjunto dos números complexos, considere z = 1 + i Seja z 3 = cis α Determine o valor de α pertencente ao intervalo ] π, π[ sabendo que z 3 + z é um número real. 8. Seja C o conjunto dos números complexos; i designa a unidade imaginária. Mostre, sem recorrer à calculadora, que o número cis π 10 é solução da equação z6 z = 18i z designa o conjugado de z Exame 013, 1 a Fase Teste Intermédio 1 o ano Seja C o conjunto dos números complexos. Seja w um número complexo não nulo. Mostre, sem recorrer à calculadora, que, se o conjugado de w é igual a metade do inverso de w, então a imagem geométrica de w pertence à circunferência de centro na origem e de raio Exame 01, Ép. especial 10. Seja C o ] conjunto dos números complexos. π Seja α, π [ ( Sejam z 1 e z dois números complexos tais que z 1 = cis α e z = cis α + π Mostre, analiticamente, que a imagem geométrica de z 1 +z, no plano complexo, pertence ao. o quadrante. 11. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = ( + i 3 e z = 1 + 8i + i Resolva a equação z 3 + z 1 = z, sem recorrer à calculadora. Apresente as soluções da equação na forma trigonométrica Seja w um número complexo não nulo. Exame 01, a Fase Mostre que, se w e 1 são raízes de índice n de um mesmo número complexo z, então z = 1 ou z = 1 w 1. Seja C o conjunto dos números complexos; i designa a unidade imaginária. ( 3 π i cis Para um certo número inteiro k, a expressão designa um número real. k + i Determine esse número k Exame 01, 1 a Fase Teste Intermédio 1 o ano Página de 7

3 13. Em C, conjunto dos números complexos, resolva os dois itens seguintes sem recorrer à calculadora Seja w o número complexo com coeficiente da parte imaginária positivo que é solução da equação z + z + 1 = 0 Determine 1 w Apresente o resultado na forma trigonométrica Seja z um número complexo. Mostre que (z + i (z i = z i, para qualquer número complexo z (z designa o conjugado de z Exame 011, Prova especial 1. Seja C o conjunto dos números complexos. Resolva os dois itens seguintes sem recorrer à calculadora Considere z 1 = 1 + i e w = z 1 i n+3 b (, com b R e n N 5π cis Determine o valor de b para o qual w é um número real. 1.. Seja z um número complexo tal que z = 1. Mostre que 1 + z + 1 z = Exame 011, a Fase 15. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = 1, z = 5i e z 3 = cis Resolva os dois itens seguintes sem recorrer à calculadora O complexo z 1 é raíz do polinomio z 3 z + 16z 16 Determine, em C, as restantes raízes do polinómio. Apresente as raízes obtidas na forma trigonométrica. ( nπ, n N Determine o menor valor de n natural para o qual a imagem geométrica de z z 3, no plano complexo, está no terceiro quadrante e pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares. Exame 011, 1 a Fase 16. Seja C o conjunto dos números complexos. Considere a equação z 3 z + z = 0 Esta equação tem três soluções em C, sendo uma delas o número real 1 As imagens geométricas, no plano complexo, dessas três soluções são vértices de um triângulo. Determine o perímetro desse triângulo. Resolva este item sem recorrer à calculadora. Teste Intermédio 1 o ano ( π 17. Em C, conjunto dos números complexos, considere e z 1 = cis e z = + i ( 7 π ( π Mostre que z 1 + z = 6 + cos + sen, recorrendo a métodos exclusivamente analíticos. 7 7 Exame 010, 1 a Fase [ 18. Determine o valor de θ, pertencente ao intervalo 0, π ], de modo que a imagem geométrica do número complexo ( cis θ (1 + 3i pertença à bissetriz do 3. o quadrante. Exame 009, Ép. especial Página 3 de 7

4 19. Seja k um número real, e z 1 = (k i(3 i um número complexo. Qual é o valor de k, para que z 1 seja um número imaginário puro? (A 3 (B 3 (C 3 (D 3 Exame 009, a Fase 0. Considere, em C, um número complexo w, cuja imagem geométrica no plano complexo é um ponto A, situado no 1. o quadrante. Sejam os pontos B e C, respectivamente, as imagens geométricas de w (conjugado de w e de ( w. Sabe-se que BC = 8 e que w = 5. Determine a área do triângulo [ABC]. ( 5 1. Em C, conjunto dos números complexos, considere z = cis 6 π. Determine o menor valor de n N, tal que ( iz n = 1. Exame 009, a Fase Exame 009, 1 a Fase (. Em C, conjunto dos números complexos, sejam os números z = 8 cis π (i designa a unidade imaginária. Considere o número complexo z = z. No plano complexo, sejam A e B as imagens geométricas de z e de z, respetivamente. Determine a área do triângulo [AOB], em que O é a origem do referencial. Exame 008, Ép. especial 3. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = 1 3i (i designa a unidade imaginária. No plano complexo, sejam A e B as imagens geométricas de z 1 e de z = z 1.i 6, respetivamente. Determine o comprimento do segmento [AB].. Em C, conjunto dos números complexos, sejam: Exame 008, 1 a Fase z 1 = 3 + yi e z = iz 1 (i é a unidade imaginária e y designa um número real. Sabendo que Im (z 1 = Im (z, determine z. Apresente o resultado na forma algébrica. 5. Em C, conjunto dos números complexos, considere z = cis α ( ] α 0, π [ Exame 007, a fase Im(z 5.1. Na figura ao lado está representado, no plano complexo, o paralelogramo [AOBC] A e B são as imagens geométricas de z e z, respetivamente. C é a imagem geométrica de um número complexo w. Justifique que w = cos α O A B C Re(z 5.. Determine o valor de α ] 0, π [ para o qual z3 i é um número real. Exame 007, 1 a fase Página de 7

5 6. Seja C 0 conjunto dos números complexos; i designa a unidade imaginária. Considere a equação iz 3 3 i = 0 Uma das soluções desta equação tem a sua imagem geométrica no terceiro quadrante do plano complexo. Sem recorrer à calculadora, determine essa solução, escrevendo-a na forma trigonométrica. Exame 006, Ép. especial 7. Seja C o conjunto dos números complexos; i designa a unidade imaginária. Seja z um número complexo cuja imagem geométrica, no plano complexo, é um ponto A situado no primeiro quadrante. Seja B a imagem geométrica de z, conjugado de z. Seja O a origem do referencial. Sabe-se que o triângulo [AOB] é equilátero e tem perímetro 6. Represente o triângulo [AOB] e determine z na forma algébrica. 8. Seja C o conjunto dos números complexos; ( i designa a unidade imaginária. π Considere z 1 = cis (α e z = cis α Exame 006, a fase Mostre que a imagem geométrica, no plano complexo, de z 1 + z pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares. Exame 005, 1 a fase 9. De dois números complexos, z 1 e z, sabe-se que um argumento de z 1 é π e que o módulo de z é 3. Na figura ao lado está representado, no plano complexo, um retângulo. Sabe-se que: o ponto O é a origem do referencial o ponto P é a imagem geométrica de z 1 o ponto R é a imagem geométrica de z o retângulo [OP QR] tem área 6 Determine os números complexos z 1 e z. Apresente os resultados na forma algébrica. Im(z O P R Q Re(z Exame 00, Ép. especial 30. Seja z um número complexo, cuja imagem geométrica pertence ao primeiro quadrante (eixos não incluídos. Justifique que a imagem geométrica de z 3 não pode pertencer ao quarto quadrante. 31. C é conjunto dos números complexos i designa a unidade imaginária Exame 00, 1 a fase Seja z um número complexo cuja imagem geométrica, no plano complexo, é um ponto A situado no segundo quadrante e pertencente à reta definida pela equação Re (z =. Seja B a imagem geométrica de z, conjugado de z. Seja O a origem do referencial. Represente, no plano complexo, um triângulo [AOB], de acordo com as condições enunciadas. Sabendo que a área do triângulo [AOB] é 8, determine z, na forma algébrica. 3. Em C, conjunto dos números complexos, seja z 1 = 1 i (i designa a unidade imaginária. Determine, na forma trigonométrica, os valores, não nulos, de z para os quais z = z z 1 Exame 003, a Fase Exame 00, Prova para militares Página 5 de 7

6 33. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = 1 + i (i designa a unidade imaginária Determine os números reais b e c, para os quais z 1 é raíz do polinómio x + bx + c 33.. Seja z = cis α. Calcule o valor de α, pertencente ao intervalo de [0, π], para o qual z 1 z é um número real negativo (z designa o conjugado de z. Exame 00, a Fase 3. Em C, considere os números complexos: z 1 = 1 + i e z = cis 3π Considere, no plano complexo, os pontos A, B e O em que: A é a imagem geométrica de z 1 B é a imagem geométrica de z O é a origem do referencial. Determine o perímetro do triângulo [ABO]. Exame 00, 1 a fase - 1 a chamada 35. Em C, conjunto dos números complexos, considere: z 1 = ρ cis π 3 (ρ R + z = i z 1 Sejam A e B as imagens geométricas, no plano complexo, de z 1 e de z, respetivamente. Seja O a origem do referencial. Sabendo que a área do triângulo [AOB] é igual a 16, determine, na forma algébrica, o número complexo z Em C conjunto dos números complexos, seja Exame 001, Prova para militares z = 1 + i (i designa a unidade imaginária. Prove que, qualquer que seja o número natural n, a imagem geométrica de z n+1 1 pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares. 37. Em C, conjunto dos números complexos, seja Exame 001, Ép. especial z 1 = i (i designa a unidade imaginária No plano complexo, a imagem geométrica de z 1 é um dos quatro vértices de um losango de perímetro 0, centrado na origem do referencial. Determine os números complexos cujas imagens geométricas são os restantes vértices do losango. ( π 37.. Sem recorrer à calculadora, resolva a equação cis. z = + z1 Apresente o resultado na forma algébrica. Exame 001, 1 a fase - a chamada Página 6 de 7

7 38. Em C, conjunto dos números complexos, considere z 1 = 7 + i (i designa a unidade imaginária Um certo ponto P é a imagem geométrica, no plano complexo, de uma das raízes quadradas de z 1. Sabendo que o ponto P tem abcissa, determine a sua ordenada. ] [ 3π 38.. Seja z = cis α com α, π Indique, justificando, em que quadrante se situa a imagem geométrica de z 1 z Exame 001, Prova modelo 39. Seja C o conjunto dos números complexos, e sejam z 1 e z dois elementos de C. Sabe-se que: A Im(z z 1 tem argumento π 6 z = z 1 A 1 e A são as imagens geométricas de z 1 e z, respetivamente. 0 A 1 Re(z Justifique que o ângulo A 1 OA é reto (O designa a origem do referencial Considere no plano complexo a circunferência C, definida pela condição z = z 1. Sabendo que o perímetro de C é π, represente na forma algébrica, o número complexo z 1 Exame 000, a fase 0. Seja C o conjunto dos números complexos; i designa a unidade imaginária Considere o polinómio x 3 3x + 6x Determine analiticamente as suas raízes em C, sabendo que uma delas é 1. Apresente-as na forma algébrica, simplificando-as o mais possível. 0.. Seja z um número complexo de módulo e z o seu conjugado. No plano complexo, considere os pontos A e B tais que A é a imagem geométrica de z, e B é a imagem geométrica de z. Sabe-se que: o ponto A está situado no primeiro quadrante o ângulo AOB é reto (O designa a origem do referencial Determine z, apresentando o resultado na forma algébrica. i Exame 000, Prova modelo Página 7 de 7