2025 AMC 12B 第 22 题

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22.

在复平面中,复数 zz 满足 ∣4z−2∣=1|4z - 2| = 1,一个三角形的三个顶点为 2z2z、(1+i)z(1+i)z、(1−i)z(1-i)z。这个三角形的最大可能面积是多少?
What is the greatest possible area of the triangle in the complex plane with vertices 2z,2z, (1+i)z,(1+i)z, and (1−i)z,(1-i)z, where zz is a complex number satisfying ∣4z−2∣=1?|4z - 2| = 1?
14\dfrac{1}{4}
12\dfrac{1}{2}
916\dfrac{9}{16}
34\dfrac{3}{4}
11
答案:C
知识点:复数三角形面积最优化
小提示:
这些顶点是将固定点 2,1+i,1−i2, 1+i, 1-i 同时乘以 zz 得到的,所以三角形按 ∣z∣|z| 的比例缩放。
The vertices are zz times the fixed points 2,1+i,1−i,2, 1+i, 1-i, so the triangle is that fixed triangle scaled by ∣z∣|z|
大提示:
面积等于固定三角形的面积乘以 ∣z∣2|z|^2;条件 ∣4z−2∣=1|4z - 2| = 1 表示一个圆,所以要在圆上使 ∣z∣|z| 最大。
Its area is ∣z∣2|z|^2 times a fixed area; the condition ∣4z−2∣=1|4z - 2| = 1 is a circle, so maximize ∣z∣|z| on it
解答:
三个顶点是 z⋅2z \cdot 2、z(1+i)z(1+i)、z(1−i)z(1-i),所以该三角形是顶点为 2,1+i,1−i2, 1+i, 1-i 的面积为 11 的固定三角形按比例 ∣z∣|z| 缩放得到的,面积为 ∣z∣2|z|^2。条件 ∣4z−2∣=1|4z - 2| = 1 等价于 ∣z−12∣=14\left|z - \tfrac{1}{2}\right| = \tfrac{1}{4},所以 ∣z∣|z| 最大为 12+14=34\tfrac{1}{2} + \tfrac{1}{4} = \tfrac{3}{4}。最大面积为 (34)2=916\left(\tfrac{3}{4}\right)^2 = \tfrac{9}{16}。
所以正确答案是 C。
The vertices are z⋅2,z \cdot 2, z(1+i),z(1+i), and z(1−i),z(1-i), so the triangle is the fixed triangle with vertices 2,1+i,1−i2, 1+i, 1-i — which has area 11 — scaled by ∣z∣,|z|, giving area ∣z∣2.|z|^2. The condition ∣4z−2∣=1|4z - 2| = 1 is the circle ∣z−12∣=14,\left|z - \tfrac{1}{2}\right| = \tfrac{1}{4}, on which ∣z∣|z| is at most 12+14=34.\tfrac{1}{2} + \tfrac{1}{4} = \tfrac{3}{4}. So the greatest area is (34)2=916.\left(\tfrac{3}{4}\right)^2 = \tfrac{9}{16}.
Thus, the correct answer is C.
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