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Mathematics Senior High

この問題①∧②⇒答えの式 のように変形していて同値変形では無いように思えるのですが勝手に十分条件だけに変えてしまっていいのですか?

の形に 数。 と、 さい。 円 $900 00000 複素数平面上の原点を0とし, 0 と異なる定点をA(α) とする。異なる2点 P(z) と Q(ω) が直線OAに関して対称であるとき, w=az が成り立つことを 証明せよ。 基本 10.37 指針 解答 直線OAに関して 点Pと点 Q が対称 が基本となる。 (*)の2つの条件を複素数で表す。 複素数平面において, 実軸に関する移動は, 点z → 点z のように、 共役な複素数として表される。 このことを利用する。 すなわち, 対称軸 (直線OA) が実軸 に重なるように移動してまた戻す、という要領で, 回転移動 と実軸に関する対称移動の組み合わせで考える。 具体的には、 次の順番で移動を考える。 ただし, 0αの偏角である。 P Aに関して対称 P PQLOAであるから, ある。 よって, 2-w C -0 + ゆえに, よって ゆえに ①②から a よって また, 線分PQの中点 z+w 2 a-0 z+w 2c 2-w -0回転 zw z-w ²+. -=0 z+w 2a Qは z-w は純虚数で a-0 a a(z-w)+a(z-w)=0 az+az-aw-aw=0 = 0から z+w 20 PQLOA 線分PQの中点が直線OA 上 P' z+w 2 は実数である。 から 実軸対称 a(z+w)= a(z+w) az-az+aw-aw=0 ① が直線OA 上にあるから, ****** 2c Q' ****** P(z) +60(0) 2+w_z+w ② 0回転 2a 2az-2aw=0 th aw=az A(a) Q(w) 0 -b <zw0 点と点は、原点と点α (a≠0) を通る直線に関して 互いに対称であることがわかる。 が純虚数 a +●=0, 分母を払う。 43点 0, c. よって, 直線OA a 実軸 対称 X +0 章 4 複素数と図形 1章 2 上にある条件。 なお, 直線OA の方程式は z=ka (k(***) が一直線 は実数である =280 ゆえに az-az=0 この式に 代 入して、②を導いてもよい。

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(ウ)について分からないところがあったので教えていただきたいです!質問内容は写真に書いています

であ 看護) うな (医) 8円 一 [zz+Bz+Bz+1=0は,βがという条件を満たすとき, 円を表す. 方程式 2 (ア) (立教大 観光, コミュニティ福祉) ( 城西大 理 ) (イ) |z-2i=2z-i を満たすの全体は複素数平面の中のどのような図形になるか調べなさい . (ウ) 複素数zが等式 | z-1=2を満たすとき, 複素数w=1+2iz を表す点Qは, 複素数平面のど のような図形上にあるか. ( 東北芸術工科大 ) 2+ |z-a²2= (z-a)(z-α)=(z-a)(z-a)=zz-az-az+aa |z -α 2 の形にする と展開できるが,これを反対向きに使うことで, zz+Bz+ B'zの形を | を用いた形に直せる. za2 の形にすることにこだわり過ぎない z=x+yi(x,y は実数) とおいて,x,yの関係式を 求める方法も忘れずに、計算量が少し増えたりするが, バーが出て来ないというメリットがある。 すでにこれについては述べているが, (ウ) のような問題に 複素数の足し算, 掛け算を操作と見る ついてもこのような見方をしよう.zに複素数の定数を掛けるのは回転。 拡大に,複素数の定数を足す のは平行移動にあたる. 解答量 (ア) zz+Bz+ βz +1 = 0 .. (z+B) (z+β)=βB-1 これが円を表す条件は, |β|2-1>0 B>1.45 (イ) z=x+yi (x, y は実数) とおくと, |z-2|=|2z-i|のとき, |x+(y-2)i|=|2x+ (2y-1) i. 両辺を2乗して, x2+(y-2)2=4.2+ (2y-1) 2 ∴.3x2+3y2-3=0 したがって, x2+y2 = 1 となるから, zの全体は原点 0 を中心とする半径1の円 (単位円) である. (z+B)(z+B)-BB+1=0 ∴.|z+B12=|B|2-1 ∴.|z|2=1 |z|=1 (ウ) zwの変換を図形的にとらえる. zz× (2i) zx (2i) +1(=w)と考 YA YA えると, 点zを原点Oを 中心に90°回転して2倍 をして,さらに実軸方向 に1だけ平行移動して得 2 x 01 られる点がwである。 -1しているのはなぜ? |z-1|=2は点1を中心 とする円である. この円は,中心と半径に着目すると上図のように移される。 よってQ(w) は,中心1+2i, 半径40円 | w-1-2|=4上にある. 08 演習題(解答は p.68 ) y4 2 $ 12-211:2-4-2:1 【別解】|z-2i|=|2z-iにより,(z-2i)(z-2i)=(2z-i) (2z-i) であるから、アポロニウスの円の 知識 (13) を使って答えを確認 (z-2i) (z+2i)=(2z-i)(2+i) .. zz+4=4zz+1 できる x 4 +2 0 (x-2)2+(y-1)2=32 で表される円は, 複素数z=x+iy を用いて |- (□+□i)|=0と書ける。 え=ェーiy とすれば ええー(ローロ i)z-□+□iz□=0 とも書ける。また =|z|と表すこともできる. |z +B|=|B|2-1が円を表すな |z + B12 は正の実数. 4 a+bil=√2+62 |z-2il=2 により [逆手流 (13) で解くと] w=1+2iz を z について解い w-1 2i 2-1|=2に代入して, [て, z=- - 267 | 1027-1-1|=2 また |w-1-2|=2|2i|=4 .. なするのはなぜ? (慶大・環境情報) 最後の式は右辺にも があることに注意.2乗 して、手前の式と比較し よう. 57

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