Q 1 :    

Let α and β be the sum and the product of all the non-zero solutions of the equation (z¯)2+|z|=0,zC. Then 4(α2+β2) is equal to              [2024]

  • 2

     

  • 6

     

  • 4

     

  • 8

     

(C)

   We have, (z¯)2+|z|=0                       ...(i)

   Let z=x+iyz¯=x-iy

   From (i), (x-iy)2+|x+iy|=0

  x2-y2-2ixy+x2+y2=0

  (x2-y2+x2+y2)-i(2xy)=0

  x2-y2+x2+y2=0 and 2xy=0

  Case I: x=0 and y0

  -y2+|y|=0|y|=y2y=±1

  Case II: x0 and y=0

  x2+|x|=0

  x=0 only                                                            (xR)

  x=0,y=0   (Rejected) z=i,-i are solutions.

   Hence, α=i+(-i)=0 and β=i(-i)=-i2=1

   Hence, 4(α2+β2)=4(0+1)=4       



Q 2 :    

Consider the following two statements

Statement I : For any two non-zero complex numbers z1,z2, (|z1|+|z2|) |z1|z1|+z2|z2|| 2(|z1|+|z2|), and 

 

Statement II If x,y,z are three distinct complex numbers and a, b, c are three positive real numbers such that a|y-z|=b|z-x|=c|x-y|, then a2y-z+b2z-x+c2x-y=1.

 

Between the above two statements,                                [2024]

  • Statement I is correct but Statement II is incorrect.

     

  • Both Statement I and Statement II are incorrect.

     

  • Both Statement I and Statement II are correct.

     

  • Statement I is incorrect but Statement II is correct.

     

(A)

   We have, (|z1|+|z2|) |z1|z1|+z2|z2||(|z1|+|z2|)(|z1||z1|+|z2||z2|)

   (|z1|+|z2|)|z1|z1|+z2|z2||2(|z1|+|z2|)

   Hence, statement-I is correct.

   Now, let a|y-z|=b|z-x|=c|x-y|=λ

   a=λ|y-z|,  b=λ|z-x|,  c=λ|x-y|

   a2=λ2(y-z)(y¯-z¯)                     [ |x-y|2=(x-y)(x-y¯) for any complex number x and y]

          b2=λ2(z-x)(z¯-x¯)

   and c2=λ2(x-y)(x¯-y¯)

   Now, a2y-z+b2z-x+c2x-y=λ2(y¯-z¯+z¯-x¯+x¯-y¯)=0

   Hence, statement-II is incorrect.

 



Q 3 :    

Let z be a complex number such that |z+2|=1 and Im(z+1z+2)=15. Then the value of |Re(z+2¯)| is                  [2024]

  • 265

     

  • 65  

     

  • 1+65  

     

  • 245

     

(A)

     Let z=x+iy

   |x+iy+2|=1(x+2)2+y2=1                     ...(i)

    Also, Im((x+1)+iy(x+2)+iy)=15

   Im([(x+1)+iy][(x+2)-iy](x+2)2+y2)=15

   (x+2)y-(x+1)y(x+2)2+y2=15

   y1=15                                           [Using (i)]

   (x+2)2+125=1(x+2)2=1-125

   (x+2)=±265

    |Re(z+2¯)|=|Re[(x+2)-iy)]|=|(x+2)|=265.

 



Q 4 :    

The sum of all possible values of θ[-π,2π], for which 1+icosθ1-2icosθ is purely imaginary, is equal to:                            [2024]

  • 2π

     

  • 4π

     

  • 3π

     

  • 5π

     

(C)

   We have, 1+icosθ1-2icosθ is purely imaginary.

   1+icosθ1-2icosθ+1-icosθ1+2icosθ=0              (z+z¯=0)

   1+icosθ+2icosθ-2cos2θ+1-icosθ-2icosθ-2cos2θ1+4cos2θ=0

   2-4cos2θ=0  cos2θ=12

         θ=nπ±π4

   θ can be π4,-π4,3π4,-3π4,5π4,7π4             (θ[-π,2π])

    Required=π4-π4+3π4-3π4+5π4+7π4=3π

 

 



Q 5 :    

Let S={zC:|z-1|=1 and (2-1)(z+z¯)-i(z-z¯)=22}. Let z1,z2S be such that |z1|=maxzS|z| and |z2|=minzS|z|. Then |2z1-z2|2 equals:      [2024]

  • 3

     

  • 2

     

  • 1

     

  • 4

     

(B)

   We have, S={zC:|z-1|=1 and (2-1)(z+z¯)-i(z-z¯)=22}

   Let z=x+iy and z¯=x-iy

   (x-1)2+y2=1                                   ...(i)

   (2-1)x+y=2                           ...(ii)

    Equation (i) and (ii) intersect at (1, 1) and (1+12,12)

         S={(1,1),(1+12,12)}

    |z1|=maxzS|z| at (1+12,12)

        z1=1+12+i2

    z2=1+i

       2z+1+i-1-i=2

       |2z1-z2|2=2

 

 



Q 6 :    

If S={zC:|z-i|=|z+i|=|z-1|} then n(S) is:              [2024]

  • 1

     

  • 0

     

  • 3

     

  • 2

     

(A)

   Given, |z-i|=|z+i|=|z-1|                         ...(i)

   Putting z=x+iy in (i), we get |x+iy-i|=|x+iy+i|=|x+iy-1|

   Now, |x+i(y-1)|=|x-1+iy|

   x2+(y-1)2=(x-1)2+y2

   x2+y2+1-2y=x2+1-2x+y22x-2y=0

   x-y=0                                                             ...(ii)

   Again, |x+i(y+1)|=|x-1+iy|

  x2+(y+1)2=(x-1)2+y2

  x2+y2+1+2y=x2+1-2x+y22x+2y=0

  x+y=0                                                              ...(iii)

   From (ii) and (iii), we get x=0 and y=0

   Thus, z=0+i0  n(S)=1

 



Q 7 :    

If z=12-2i is such that |z+1|=αz+β(1+i),i=-1 and α,βR, then α+β is equal to                    [2024]

  • - 1

     

  • - 4 

     

  • 3

     

  • 2

     

(C)

   Given, z=12-2i                                  ...(i)

   and |z+1|=αz+β(1+i)                ...(ii)

   From (i) and (ii), we get:

   |12-2i+1|=α(12-2i)+β(1+i)

   |32-2i|=α(12-2i)+β(1+i)

   94+4=α2-2αi+β+βi                     [|z|=x2+y2]

   254=α2+β+i(-2α+β)52=α2+β+i(-2α+β)

   52=α2+β    ...(iii) and -2α+β=0β=2α       ...(iv)

   Solving (iii) and (iv), we get α=1 and β=2

        α+β=1+2=3

 



Q 8 :    

If z=x+iy,xy0, satisfies the equation z2+iz¯=0, then |z2| is equal to                             [2024]

  • 9

     

  • 14

     

  • 1

     

  • 4

     

(C)

   We have, z2+iz¯=0

  z2=-iz¯|z2|=|-iz¯|

    |z2|=|-i||z¯||z2|=1|z|

   |z|2-|z|=0                            [|z¯|=|z|]

   |z|(|z|-1)=0

   |z|=0 (not acceptable) or |z|=1|z|2=1

 



Q 9 :    

Let z1 and z2 be two complex numbers such that z1+z2=5 and z13+z23=20+15i. Then |z14+z24| equals                      [2024]

  • 303

     

  • 1515  

     

  • 75

     

  • 253

     

(C)

   Given, z1+z2=5(z1+z2)3=53

   20+15i+3z1z2(5)=125

   z1z2=7-i

   Now z14+z24=[(z1+z2)2-2z1z2]2-2z12z22

   =[25-2(7-i)]2-2(7-i)2

   =625+4(7-i)2-100(7-i)-2(7-i)2

   =625+(7-i)[2(7-i)-100]

   =625+(7-i)[14-2i-100]

   =625+(7-i)[-86-2i]

   =625-602-14i+86i-2=21+72i

     |z14+z24|=441+5184=5625=75

 



Q 10 :    

Let P={zC:|z+2-3i|1} and

 

      Q={zC:z(1+i)+z¯(1-i)-8}.

 

Let in PQ,|z-3+2i| be maximum and minimum at z1 and z2 respectively. If |z1|2+2|z2|2=α+β2, where α,β are integers, then α+β equals________ .                [2024]



(36)