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求助:求满足不等式|2z-1| ≤ 2|z-i|的所有复数z

我来帮你拆解这个复数不等式的问题,一步步来很清晰的~

求解复数不等式 |2z - 1| ≤ 2|z - i|

首先,解这类复数模的不等式,最常用的切入点就是把复数转化为代数形式,把复数问题落地到实数坐标系里处理。

步骤1:设复数的代数形式

设z = x + yi,其中x、y都是实数,这是复数的标准代数表示。

步骤2:代入不等式并化简表达式

把z = x + yi代入原不等式:
|2(x + yi) - 1| ≤ 2|(x + yi) - i|
先整理括号里的内容:

  • 左边化简为:|(2x - 1) + 2yi|
  • 右边化简为:2|x + (y - 1)i|

步骤3:利用复数模的公式展开(平方去根号更方便)

复数a + bi的模是√(a² + b²),因为两边都是非负数,平方后不等号方向不变,直接对两边平方计算:
左边平方后:(2x - 1)² + (2y)²
右边平方后:4[ x² + (y - 1)² ]

原不等式等价于:
(2x - 1)² + 4y² ≤ 4(x² + (y - 1)²)

步骤4:展开并化简不等式

把两边的式子逐一展开:

  • 左边展开:4x² - 4x + 1 + 4y²
  • 右边展开:4x² + 4(y² - 2y + 1) = 4x² + 4y² - 8y + 4

将左右两边移项到左侧合并化简:
(4x² - 4x + 1 + 4y²) - (4x² + 4y² - 8y + 4) ≤ 0
消去相同项后得到:
-4x + 1 + 8y - 4 ≤ 0
进一步整理为:
4x - 8y + 3 ≥ 0
或者更简洁的形式:
x - 2y + 3/4 ≥ 0

步骤5:几何意义补充(帮你直观理解)

这个不等式对应的是复平面上的区域:直线x - 2y + 3/4 = 0,以及该直线右上方的所有点(包括直线上的点)。你可以代入原点(0,0)验证:0 - 0 + 3/4 = 3/4 ≥ 0,原点在满足条件的区域内。

最终结论

所有满足不等式的复数z,就是复平面上满足x - 2y + 3/4 ≥ 0的实数x、y对应的z = x + yi,也就是直线x - 2y + 3/4 = 0及其右上方区域内的所有复数。

内容的提问来源于stack exchange,提问作者Jack

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最近更新时间:2026.05.19 08:43:23