Exams Joint Entrance Examination Mathematics Complex Numbers Question 50 Question 50 of 455 Medium MCQ
Let S = z ∈ C : z ⃗ = i ( z 2 + R e ( z ⃗ ) ) S={z\in C:\vec{z}=i({z}^{2}+Re(\vec{z}))} S = z ∈ C : z = i ( z 2 + R e ( z )) . Then ∑ z ∈ S ∣ z ∣ 2 \sum _{z\in S}|z{|}^{2} ∑ z ∈ S ∣ z ∣ 2 is equal to :
Solutions · 1 Post your solution Official solution
Let z = x + i y z=x+iy z = x + i y
z ⃗ = i ( z 2 + R e ( z ⃗ ) ) ⇒ x − i y = i ( x 2 − y 2 + 2 i x y + x ) x − i y = i ( x 2 − y 2 + x ) − 2 x y x = − 2 x y ⇒ x ( 2 y + 1 ) = 0 ⇒ x = 0 , y = − 1 2 . . . . . . . . ( i ) − y = x 2 − y 2 + x . . . . . . . . . . . ( i i ) \begin{gathered} \vec{z}=i({z}^{2}+Re(\vec{z})) \\ \Rightarrow x-iy=i({x}^{2}-{y}^{2}+2ixy+x) \\ x-iy=i({x}^{2}-{y}^{2}+x)-2xy \\ x=-2xy\Rightarrow x(2y+1)=0 \\ \Rightarrow x=0,y=\frac{-1}{2}........(i) \\ -y={x}^{2}-{y}^{2}+x...........(ii) \end{gathered} z = i ( z 2 + R e ( z )) ⇒ x − i y = i ( x 2 − y 2 + 2 i x y + x ) x − i y = i ( x 2 − y 2 + x ) − 2 x y x = − 2 x y ⇒ x ( 2 y + 1 ) = 0 ⇒ x = 0 , y = 2 − 1 ........ ( i ) − y = x 2 − y 2 + x ........... ( ii )
Case (I) x = 0 x=0 x = 0
⇒ − y = − y 2 ⇒ y 2 − y = 0 ⇒ y = 0 , 1 \Rightarrow -y=-{y}^{2}\Rightarrow {y}^{2}-y=0\Rightarrow y=0,1 ⇒ − y = − y 2 ⇒ y 2 − y = 0 ⇒ y = 0 , 1
∴ \therefore ∴ z = 0 , i z=0,i z = 0 , i
Case (II) y = − 1 2 y=\frac{-1}{2} y = 2 − 1
⇒ 1 2 = x 2 − 1 4 + x ⇒ x 2 + x − 3 4 = 0 \Rightarrow \frac{1}{2}={x}^{2}-\frac{1}{4}+x\Rightarrow {x}^{2}+x-\frac{3}{4}=0 ⇒ 2 1 = x 2 − 4 1 + x ⇒ x 2 + x − 4 3 = 0
⇒ \Rightarrow ⇒ 4 x + 4 x − 3 = 0 ⇒ ( 2 x − 1 ) ( 2 x + 3 ) = 0 4x+4x-3=0\Rightarrow (2x-1)(2x+3)=0 4 x + 4 x − 3 = 0 ⇒ ( 2 x − 1 ) ( 2 x + 3 ) = 0
⇒ \Rightarrow ⇒ x = 1 2 , − 3 2 x=\frac{1}{2},\frac{-3}{2} x = 2 1 , 2 − 3
z = 1 2 − 1 2 i , − 3 2 − 1 2 i ∑ ∣ z ∣ 2 = 0 + 1 + 1 2 + 5 2 = 4 \begin{gathered} z=\frac{1}{2}-\frac{1}{2}i,\frac{-3}{2}-\frac{1}{2}i \\ \sum |z{|}^{2}=0+1+\frac{1}{2}+\frac{5}{2}=4 \end{gathered} z = 2 1 − 2 1 i , 2 − 3 − 2 1 i ∑ ∣ z ∣ 2 = 0 + 1 + 2 1 + 2 5 = 4 Answer the question to unlock