如何绘制复数集合$\{z\in \mathbb{C}\mid |z| > \Re(z)-2\}$
嘿,我们来一步步拆解这个问题,其实比你想的简单~
第一步:把复数不等式转化为直角坐标形式
先把复数 z 写成代数形式 z = x + yi,其中 x = Re(z)(实部),y 是虚部,x 和 y 都是实数。这样:
- 复数的模
|z| = √(x² + y²) - 原不等式
|z| > Re(z) - 2就转化为:√(x² + y²) > x - 2
第二步:分情况分析不等式的解
我们按右边 x - 2 的正负性来讨论:
当
x ≤ 2时:
此时x - 2 ≤ 0,而左边的模长√(x² + y²)是个非负数(不可能为负)。非负数肯定大于等于0,自然也大于任何负数或0,所以这个区域里的所有点都满足不等式。当
x > 2时:
此时x - 2是正数,我们可以给不等式两边同时平方(两边都是正数,不等号方向不变):x² + y² > (x - 2)²展开右边的平方项:
(x-2)² = x² - 4x + 4,代入后化简:x² + y² > x² - 4x + 4消去两边的
x²,得到:y² > -4x + 4现在看右边:当
x > 2时,-4x + 4 = -4(x-1)是个负数(因为x-1 >1,乘以-4后小于-4),而左边y²是非负数(平方数不可能为负)。非负数必然大于负数,所以这个区域里的所有点也都满足不等式。
最终结论
把两种情况合起来看,所有复数 z 都满足这个不等式——也就是说你要绘制的集合就是整个复平面(以x轴为实轴、y轴为虚轴的完整坐标系)。
换个更直观的角度理解:对于任何复数,它的模长 |z| 一定大于等于它的实部的绝对值 |Re(z)|,而 |Re(z)| ≥ Re(z),所以 |z| ≥ Re(z),显然 Re(z) > Re(z)-2,因此 |z| > Re(z)-2 对所有复数都成立。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Jarek N
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