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

     

(3)

   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.

     

(1)

   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

     

(1)

     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

     

(3)

   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

     

(2)

   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

     

(1)

   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

     

(3)

   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

     

(3)

   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

     

(3)

   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)

 



Q 11 :

Let A={zC:|z2i|=3}B={zC:Re(ziz)=2} and S=AB. Then zS|z|2 is equal to __________.          [2025]



(22)

Let z = x + iy.

We have, A : |z – 2 – i| = 3

 |(x2)+i(y1)|=3  (x2)2+(y1)2=9          ... (i)

Also, B : Re(ziz) = 2

Re((x+y)+i(yx))=2  x+y=2          ... (ii)

From (i) and (ii), we get x=3±172, y=1172

  zS|z|2=14[2×26+2×18]=22.



Q 12 :

If for z=α+iβ, |z+2|=z+4(1+i), then α+β and αβ are the roots of the equation          [2023]

  • x2+7x+12=0

     

  • x2+x-12=0

     

  • x2+3x-4=0

     

  • x2+2x-3=0

     

(1)

We have, |z+2|=z+4(1+i)

|α+iβ+2|=α+iβ+4+4i

(α+2)2+β2=(α+4)+i(β+4)

Comparing real and imaginary parts, we get

β+4=0β=-4

Also, (α+2)2+42=(α+4)2

α2+4+4α+16=α2+16+8α4α=4α=1

Now, α+β=-3,  αβ=-4

Equation having roots - 3 and - 4 is (x+3)(x+4)=0

i.e. x2+7x+12=0



Q 13 :

Let the complex number z=x+iy be such that 2z-3i2z+i is purely imaginary. If x+y2=0, then y4+y2-y is equal to           [2023]

  • 32

     

  • 23

     

  • 34

     

  • 43

     

(3)

Given, 2z-3i2z+i is purely imaginary.

   2z-3i2z+i+2z¯+3i2z¯-i=0

(2z-3i)(2z¯-i)+(2z¯+3i)(2z+i)=0

4zz¯-2iz-6iz¯-3+4zz¯+2iz¯+6iz-3=0

8zz¯+4iz-4iz¯-6=0                [z=x+iy]

4(x2+y2)+2i(x+iy)-2i(x-iy)-3=0

4x2+4y2-4y-3=0

4y4+4y2-4y-3=0       [x+y2=0 (Given)]

y4+y2-y=34



Q 14 :

Let S={z=x+iy:2z-3i4z+2i is a real number}. Then which of the following is NOT correct?          [2023]
 

  • (x,y)=(0,-12)

     

  • y+x2+y2-14

     

  • y(-,-12)(-12,)

     

  • x=0

     

(1)

As, 2z-3i4z+2i is a real number.

   2z-3i4z+2i=2z-3i¯4z+2i2z-3i4z+2i=2z¯+3i4z¯-2i

(2z-3i)(4z¯-2i)=(2z¯+3i)(4z+2i)

8zz¯-4iz-12iz¯-6=8zz¯+4iz¯+12iz-6

-4i(z+z¯)-12i(z+z¯)=0

16i(z+z¯)=0z+z¯=02x=0x=0

As, y can not be -12.

 Option (1) is not possible.



Q 15 :

For a, let A={z:Re(a+z¯)>Im(a¯+z)}  and  B={z:Re(a+z¯)<Im(a¯+z)}. Then among the two statements:

(S1) : If Re(a),Im(a)>0, then the set A contains all the real numbers.

(S2) : If Re(a),Im(a)<0, then the set B contains all the real numbers.                 [2023]

  • only (S2) is true

     

  • both are true

     

  • only (S1) is true

     

  • both are false

     

(4)

Let a=x1+iy1 and z=x+iy

Now Re(a+z¯)>Im(a¯+z)

Re(x1+iy1+x-iy)>Im(x1-iy1+x+iy)

Re(x1+x+i(y1-y))>Im(x1+x+i(y-y1))

  x1+x>-y1+y

Let x1=2, y1=10, x=-12, y=0

Given inequality is not valid for these values.

S1 is false.

Now Re(a+z¯)<Im(a¯+z)

Re(x1+x+i(y1-y))<Im(x1+x+i(y-y1))

x1+x<-y1+y

Let x1=-2, y1=-10, x=12, y=0

Given inequality is not valid for these values.

S2 is false.



Q 16 :

Let S={z:z¯=i(z2+Re(z¯))}. Then  zS|z|2 is equal to              [2023]

  • 4

     

  • 52

     

  • 72

     

  • 3

     

(1)

 z¯=i(z2+Re(z¯))

x-iy=i(x2-y2+2ixy+x)   ;   x-iy=i(x2-y2+x)-2xy

 x=-2xy  and  y=y2-x2-x

       x=0y=y2y=0 or 1

y=-12-12=14-x2 x=12 or -32

Possible places of z=0+i0, 0+i,  12-12i, -32-i2

|z|2=0+1+(14+14)+(94+14)=1+3=4



Q 17 :

If the set {Re(z-z¯+zz¯2-3z+5z¯) :zC,Re(z)=3} is equal to the interval (α,β], then 24 (β-α) is equal to         [2023]

  • 27

     

  • 36

     

  • 42

     

  • 30

     

(4)

Let z1=(z-z¯+zz¯2-3z+5z¯)  

Let z=3+iy                                         [Re(z)=3]

z¯=3-iy

z1=2iy+(9+y2)2-3(3+iy)+5(3-iy)

9+y2+i(2y)8-8iy=(9+y2)+i(2y)8(1-iy)×(1+iy)(1+iy)

=9+9iy+y2-2y2+iy3+2iy8(1+y2)

So, Re(z1)=(9+y2)-2y28(1+y2)=9-y28(1+y2)

=18[10-(1+y2)1+y2]=18[101+y2-1]

Thus, 1+y2[1,)11+y2(0,1]

101+y2(0,10]101+y2-1(-1,9]

Re(z1)(-18,98];  α=-18,  β=98

  24(β-α)=24(98+18)=30



Q 18 :

Let z1=2+3i and z2=3+4i. The set S={Z:|z-z1|2-|z-z2|2=|z1-z2|2} represents a          [2023]

  • straight line with the sum of its intercepts on the coordinate axes equals −18

     

  • hyperbola with eccentricity 2

     

  • hyperbola with the length of the transverse axis 7

     

  • straight line with the sum of its intercepts on the coordinate axes equals 14

     

(4)

Let z=x+iy; z1=2+3i; z2=3+4i

|(x+iy)-(2+3i)|2-|(x+iy)-(3+4i)|2=|(2+3i)-(3+4i)|2

(x-2)2+(y-3)2-(x-3)2-(y-4)2=12+12

2x-5+2y-7=22x+2y=14x+y=7;

x intercept=y intercept=7;  sum of intercepts=14



Q 19 :

Let z be a complex number such that |z-2iz+i|=2, z-i. Then z lies on the circle of radius 2 and centre           [2023]

  • (2, 0)

     

  • (0, 2)

     

  • (0, 0) 

     

  • (0, -2)

     

(4)

 



Q 20 :

The complex number z=i-1cosπ3+isinπ3 is equal to            [2023]

  • 2i(cos5π12-isin5π12)

     

  • cosπ12-isinπ12

     

  • 2(cosπ12+isinπ12)

     

  • 2(cos5π12+isin5π12)

     

(4)

z=i-1cosπ3+isinπ3 =2ei3π4eiπ3

=2ei(3π4-π3) =2ei(5π12) =2(cos5π12+isin5π12)

 



Q 21 :

Let α=8-14i, A={z: αz-α¯z¯z2-(z¯)2-112i=1} and B={z:|z+3i|=4}. Then zAB(Rez-Imz) is equal to ________.          [2023]



(14)

Given, α=8-14i

Let z=x+iy

αz=(8-14i)(x+iy)=(8x+14y)+i(-14x+8y)

Now, z+z¯=2x and z-z¯=2iy

For A,    2i(-14x+8y)i(4xy-112)=1

(x-4)(y+7)=0x=4 or y=-7

For B,     x2+(y+3)2=16

When x=4, then y=-3; when y=-7, then x=0

AB={4-3i, 0-7i}

So, zAB(Rez-Imz)=4-(-3)+(0-(-7))=7+7=14