数学複素数の問題です。 【2】が分かりません。教えていただきたいです。

96- 不良品である条件付き確率はテトである 20 ある 。 14.18872 別 x . here 2. 円C:x2+y2 - 10x + 10y +25=0 と, 点A(6,2)について考える. 以下の問に答えよ、 (1) 点Aを通り、Cに接する直線は2本あり、 その方程式は, - 10 = 62, x+ネ .30=0である. 製品が (2) (1)で求めた2本の直線と円Cの接点をP, Q とする. 点P,Qを結ぶ直線の方程式は,x + ノy + ハ = 0 となる. 75 24 (30点) 2+4²-10x+10y+25=0 (x-5)+(y+5)-2525+25=0 (25)+(y+5) 225

（1）について模範解答と異なるのですが、この解答でも大丈夫ですか？

さい。 学部歯学科) N回投げる試行を考え る。 90 -1 <ょくを開け ) f(n-1) 東京医科歯科大-前期 2020年度 数学 19 = 2aを正の実数”を実数とし、km/m.km-wi+Iとす る。 さらに, Co, C1, C2 を複素数平面上でそれぞれ Co : (m + i)z + (m-i) +2a = 0 C₁: (k₁ + i)z + (k₁ − i)ž − 2 ak₁² = 0 (OST BRES) C2: (k2 + i)z + (k2 - i)z-2ak2² = 0 を満たす点の集合とする。 ここで、iは虚数単位えはzと共役な複素数を表 す。このとき以下の各問いに答えよ。 (1) Co,Ci, C2 がいずれも直線であることを示せ。締学学園(宝) (2) C1 とC2の共有点をQとする。 Q を表す複素数をam を用いて表せ。ま た C と 2 直交することを示せ。 THEREOFORT EU 37 期を JARROATie PEROTON 小球上の被 と V (3) Co と C の共有点をPとし, を変化させたとき P, が描く曲線を F, とす す必 る。 Fi はどのような曲線か。 複素数平面上に図示せよ。

この問題の1番から解き進め方がわからないです。 あと複素数平面の問題が出た時どう言ったことを考えると良いのかも教えて欲しいです

III Oを原点とする複素数平面の単位円上に3点A(a), B(β), C(y) があり, 関係式 2a+√3β+y=0を満たしている。 (1) aa = ∠CAB= math_20211205.pdf (2) By+3y= ∠ABC= ア (3) ratra= である。 オ カ コ であり, 2a+√3B+2= サ ウ キク " - となる。 2 BC=ly-B = V エ CA=||= となる。 (4) △ABCの重心を表す複素数をzとすると, ええ である。 点 C から辺ABに垂線CH を下ろすと、 点H を表す複素数をひとすると |w| = セ チッ + イ ト ス テ である。 であり、 であり、 BH AH ソ タ である。 AOL 65

(2)なぜ、まるで囲ったような条件がでてくるのですか？

たす A G 不等式を満たす点の存在範囲 (1) 重要 例題 27 複素数zが|z|≦1を満たすとする。 w=z+2i で表される複素数について (1) 点wの存在範囲を複素数平面上に図示せよ。 (2) 2 の絶対値をr, 偏角を0とするとき, rと0の値の範囲をそれぞれ求めよ。 ただし, 0≦0<2πとする。 基本 21.23 指針 (1) w=z+2iからz=w2iとして、これを|z|≦1に代入。 下の検討も参照。 (2) w=R(cosa+isina) [R>0] として, ドモアブルの定理を利用。 →rはR,0はαで表すことができるから (1) で図示した図形をもとにして,まず R, α のとりうる値の範囲を調べる。 2h fry. Vi b b + 4 1 2 よって 解答 (1) w=z+2iから z=w-2i これを21に代入して |w-2i|≦1 ゆえに,点の全体は, 点2i を中心と する半径1の円の周および内部である。 よって,点の存在範囲は右図の斜 線部分。ただし、境界線を含む (2) WR (cosa+isina) [R>0] とする と よって, 条件から (1) の図から したがって 1≤r≤9 また,右図において OA=2, AB=1,∠ABO= w²=R²(cosa+isina)²=R²(cos 2a+isin 2a) r=R2, 0=2a |i|≤|w|≤|3i| ゆえに 1²≤R²≤3² ∠AOB= π π 6 sas 2 3 WX... ゆえに 4 ゆえに 12/2012/30 π 537 S 2 同様にして 4 よって 1/23 2013/0 -π≤2α≤ 3″ π これは 0≦0<2πを満たす。 <AOC= π 6 検討 不等式 | Z-α|≦r, z-a|≧rの表す不等式 P(z), A(α) とすると, AP= |z-αであるから ① 不等式 | z-α|≦r (r > 0) を満たす点 全体は 点Aを中心とする半径の円の周および内部 ② 不等式|z-α|≧r (r > 0) を満たす点 2 全体は 点Aを中心とする半径rの円の周および外部 である。 (1) AV 0 Xx <P(ω), A (2i) とすると, |w-will を満たす点w は,点Aからの距離が1 以下の点, という意味をも つ。 (bhs (1) の図から, wの絶対値 |w| は, w=3iのとき最大, w=i のとき最小となる。 |w|=R P(z) A(a) ||z-a|≤r O sol C (2) x O 左 B 3:6 1 P(z) 55 A(a). |z-a|zr 1章 4 複素数と図形 x 練習z-21を満たす複素数zに対し, w=z+√2iとする。 点wの存在範囲を 27 複素数平面上に図示せよ。 また の絶対値と偏角の値の範囲を求めよ。ただし、 偏角は 0≦2の範囲で考えよ。 Op.80 EX21

(2)のアについて、複素数の一直線上の条件で一方のk倍とする解き方があったと思うんですが今回はそうするとb=-2となり異なってしまうんですが何故でしょうか？

58 基本 例題 30 線分のなす角、平行・垂直条件 複素数平面上の3点A(a), B(B), C(y) について (1)a=1+2i, b=-2+4i, y=2-ai とする。このとき、次のものを求め。 (ア) α=3のとき, ∠BAC の大きさと △ABCの面積 (イ) α=16のとき, ∠CBA の大きさ (2) α=-1-i, β=i, y=b-2i (b は実数の定数) とする。 (ア) 3点A,B,Cが一直線上にあるように, 6の値を定めよ。 (イ)2直線AB, AC が垂直であるように, 6の値を定めよ。 指針> <BACの偏角∠Bay = arg a-B r-β y-a B-a (ア) △ABCの面積は (1) (ア) であるから, (1) (イ) Y-α β-a r-a β-α を計算し, 極形式で表す。 y-a β-a に注目する｡ (2) p.41 の基本事項 3 ② ③ が適用できるように, まず (ア) Y-α B-a p.41 基本事項 ③ の計算で出てくるβ-α, y-α の値を使うとよい。 が実数 (BAC= 0 または ² ) (<BAC=) Bay A(a) -AB AC sin ∠BAC ここで,AB=|β-al, AC=|y- y-a B-a ■C(y) を計算し ○重要 ・B(β) CHART 線分のなす角、直線の平行・垂直偏角∠Bur=arg/p-a r-a となるように, b の値を定める。 が活躍 (イ) a=16 のとき, y=2-16i であるから α-β_ 1+2i-(-2+4i) Y-B 2-16i-(-2+4i) 3-2i 4-20i (2) (3-2i)(1+5i) 1+i 4(1-5i)(1+5i) 8 -√2(cos+isin) Y-α β-a よって, ∠CBA の大きさは 8 (b-2i) (−1−i)_6+1-i = i-(-1-i) (b+1-i)(1-2i)_b-1-(2b+3)i よって b=- π 3 2 4 cos ZCBA= 1+2i B (8) A(a) ① (1+2i)(1-2i) 5 (ア) 3点A,B,Cが一直線上にあるための条件は, ① が実数 となることであるから 26+3=0 よって (イ) 2直線AB, AC が垂直であるための条件は, ① が純虚 数となることであるから 6-1=0 かつ 26+30 ゆえに b=1 BA・BC |BA||BC| O C(7) x 181 ∠A=arg THIENS 20 ZAO (イ)にも利用できるよう に, ∠BACについて調 べる。 da kria? 検討 ベクトルの問題として考える 複素数平面上の点p+gi を座標平面上の点(b, g) とみると,次のようにベクトルの知識を用 いて解くこともできる。 (1) (1) A(1, 2), B(-2, 4), C(2, -16) 3Ł BADA BA=(3, -2), BC=(4,-20)=4(1,-5) z=x+yi において y=0z は実数 x = 0 かつ y = 0 08:BA ⇒zは純虚数 4{3×1-2×(-5)} (3²+(-2)²×41²+(-5) ² √√2 59 1章 4 複素数と図形

計算の仕方がわかりません。

10 |iw+1|=√2|w| (*) (|w|=0 すなわちw=0のとき(*)は成り 立たない. よって, (*) が成り立つとき OSHLA |w|≠0) (*) の両辺を2乗して整理すると、 |iw|²+1·iw+1 · iw+|1|²=2|w|² |w|²+iw-iw+1=2|w|² |w²2²+iw+iw=1 |w+i|-|i|=1 |w+i|=√2 LIL byt T/2 A 1) 5" ●

61.1 このような記述でも大丈夫ですよね？？

0000 式という えると の2 a+by^- 201 X [日本 2行目の式 1 x 解答 を断ってから 一割る。 なお (1)xを1の3乗根とすると 程式の左 ゆえに x³-1=0 (左辺=2 したがって を入れ 1-1- x この式と 1 ot Hit 基本例題 61 (1) 1の3乗根を求めよ｡ (2)1の3乗根のうち, 虚数であるものの1つをとする。 (ア)2も1の3乗根であることを示せ。 1 えることが 1 指針 (1) (2) (1) w²+w³, +1+1, (w+2w²)²+(2w+w³²)² iznenkok. 2 (2) ア @= これを解いて, 1の3乗根は -1+√3i 2 練習 61 1の3乗根とその性質 基本58 3乗してαになる数,すなわち、方程式x=αの解を,αの3乗根という。 (1)で求めた方程式x=1の虚数解を2乗して確かめる。 (ア) (イ)は方程式x²+x+1=0, x=1の解→ ²+ω+1=0, ω²=1 2 -√3 i 4 口を よって, w2も1の3乗根である。 -91+2 (1) ω は方程式x+x+1=0, x=1の解であるから ω'+ω+1=0,ω'=1 よって x-1=0 または x²+x+1=0 -1+√3 i 2 とすると i 0 ² = ( = 1 + 2√³²)² =. 1-2√3 i+3i²_-1-√3i 2 とすると x³ =1 「POINT｣ 1. w²=(1-√3i)°_1+2√3i+3p _ _1+√3i 2 141 w² (x-1)(x²+x+1)=0 w²+w=(w³)² w+(w³) ² w²=w+w²=-1 w+1+w² w² よって また -=0 W ω'+ω+1=0から, w2=-ω-1 となり (w+2w³)²+(2w+w³)² = {w+2(-w-1)}²+(2w-w-1)² =(-w-2)²+(w-1)²=2w²+2w+5 +1= =2(-ω-1)+2+5=3 00000 (1) 200+50 (3) (w200+1)100+(ω100+1) 10 +2 3次方程式の解は複素数の 範囲で3個。 ω はギリシャ文字で､ オ メガ」と読む。 (検討) x=1の虚数解のうち、どち としても,他方が となる。よって、1の3乗根 it 1, w, w¹ ω'=1 を利用して, 次数を 下げる。 ω=-ω-1 を利用して、 次数を下げる。 12(w²+w+1)+3=2-0+3 としてもよい。 1の虚数の3乗根の性質 ①2+ω+1=0 ② ω'=1 がx2+x+1=0の解の1つであるとき,次の式の値を求めよ。 1 1 w² p.110 EX44 99 2章 11 高次方程式

55.2 値の知れないQ(x)を消したいからx^2-1=0としたいけどx=iと置いていいのか躊躇しました。求めるxが整数、自然数、有理数とか書いてなければx=iとおいてもいいのでしょうか？

-3x+71 求めよ。 る。......... -1)(x-2) りを考える。 った余りは、 弐または定数 て 1,2 b,cの値 りを見つける 1式)から ■ち b=3 ここの練習5 効である。 を ったときの すると, (-2)(x) 2) +R(x)) a)+R( 代入。 5であ 38 ► 重要 例題 55 高次式を割ったときの余り (1 x"-1 を (x-1)²で割ったときの余りを求 2以上の自然数とするとき, めよ｡ (23x100+ 2x7 +1 を x2 +1 で割ったときの余りを求めよ。 指針 実際に割り算して余りを求めるのは非現実的である。 p.88~90 でも学習したように, ① 割り算の問題 等式 A=BQ+R の利用 R の次数に注意, B=0 を考える がポイント。 (12) ともに割る式は2次式であるから、余りは ax+b とおける。 (1) 割り算の等式を書いてx=1 を代入することは思いつくが, それだけでは足りない。 そこで、 次の恒等式を利用する。 ただし, nは2以上の自然数, α=1, 6°=1 α-b²=(a-b)(a-1+α-26+α"362+..+ab^2+b^-1) |x-1=(x-1)'Q(x) +ax+b••••• ① (2)x+1=0の解はx=±i x=iを割り算の等式に代入して,複素数の相等条件 A, B が実数のとき A+Bi=0⇔A=0, B=0 を利用。 両辺にx=1 を代入すると ①に代入して x-1=(x-1)*Q(x+ax-a =(x-1){(x-1)Q(x)+α} 解答 (1) x-1 を (x-1)2で割ったときの商をQ(x), 余りをax+b 解 (1) 二項定理の利用。 とすると,次の等式が成り立つ。 x-1={(x-1)+1}"-1 0=a+b すなわち b=-a ここで, x-1=(x-1)(x"-1+x"-2+・・・・・・+1) であるから xn-1+xn-2+..+1=(x-1)Q(x)+α この式の両辺にx=1 を代入すると 1+1+ ······ +1=α a=n よって b=-αであるから ゆえに, 求める余りは nx-n (2) 3x100+2x+1 を x² +1 で割ったときの商をQ(x), 余りを ax+b (a,b は実数) とすると,次の等式が成り立つ。 3x100+2x+1=(x2+1)Q(x)+ax+b 00000 3・1+2i+1=ai+b 4+2i=b+ai n 両辺にx=i を代入すると 3i100+ 27 +1=ai+b i100= (i2)50=(−1)=1, "= (i²) i=(-1)*i=i であるから すなわち a,b は実数であるから したがって 求める余りは 2x+4 [学習院大 ] a=2, b=4 b=-n 基本 53.54 =Cn(x-1)^+..+n Cz(x-1)2 +mCl(x-1)+1-1 =(x-1)^{(x-1)^^2+..+°Cz} tron ゆえに, 余りはnx-n また, (x-α)の割り算は微 分法(第6章) を利用するのも 有効である (p.305 重要例題 194 など)。 微分法を学習す る時期になったら,ぜひ参照 してほしい。 x=-iは結果的に代入し なくてもよい。 実数係数の整式の割り算で あるから、余りの係数も当 然実数である。 練習 (1) n を2以上の自然数とするとき, x” を (x-2)で割ったときの余りを求めよ。 (p.94 EX39 55 (2) xlo+x+1 を x2 +4で割ったときの余りを求めよ。 91 2章 10 剰余の定理と因数定理

複素数平面です。次に～からの外分の解説部分が分からなくなってしまいました。教えて頂けると助かります。

練習 異なる3点O(0), A(α), B(β) を頂点とする △OAB の慣用 126 は次の等式を満たすことを示せ。 OA=|α|=a, OB=|B|=b, AB=|β-α|=c とおく。 また,∠AOB の二等分線と辺ABの 交点をD(w) とすると AD: DB=0A:OB=α:b ゆえに よって W= したがって ba+aß a+b よって 次にPは線分OD を OA AD に外分する点であるから OP:PD=OA: AD=a: (146c)=(a+b):c OP: OD=(a+b): (a+b-c), Bla+lalB 2= lal+IBI-B-al a+b a+b-ca w= a+b a+b-c Ba+aß z= |a|+|B|-|B-α| `--8--7 ba+aß a+b D. B ba+aß a+b-c こするとき、 傍心は1つの頂点の内角 の二等分線と,他の2つ の頂点の外角の二等分線 の交点である。 ←角の二等分線の定理。 ←これより,Pは線分 OD を (a+b):cに外分 する点であるから -c.0+(a+b)w a+b-c 2=- としてもよい。 (1) J

別解においては z+1/z^2 が実数である条件に|z|=1を組み込んでいるのでそのまま式変形したら二つの条件を満たす解が出てくると思います。 もう一つの方は |z|=1よりzzー=1 を使ってz+1/z^2 が実数である条件に|z|=1を組み込んでいるのにそのまま別解のよ... 続きを読む

類 東北学院 は条件を 3 =z-3 a-B|=1 上の3点 が2の正 2√3 重要 例題 5 複素数の実数条件 z+1 学院大学 絶対値が1で , 指針> z+1 解答 すなわち 両辺に(z) を掛けて よって |z|=1 より zz=1であるから z+z²=2+(z)² ゆえに zzz(z)=0 なお,よって を掛けてゆえに よい。 複素数 αが実数⇔ α =α を利用する。 (2+1)=2+1 から得られるz, えの式を,|2|=1 すなわち=1 を代入することで簡単 121=1 → にする。 なお、 z=1から得られる z=- またはえ=1/2 を利用し,zのみまたはえのみ の式にして扱う方法も考えられる。 が実数であるための条件は z+1_z+1 [1] z-z=0のとき α+β [1][2] から 65 この方程式を解くと 練習 が実数であるような複素数zを求めよ。 別解 zz=1から (z_z) (1+z+2)=0 zz = 0 または 1+z+z=0 z=±1. A z+1 x= z²(z+1)=(z)²(z+1) 2.2z+2²=2.2z+(z)² 2 別解 Z=2 よって, z は実数であるから, |z|=1 より z=±1 [2] 1+z+z=0のとき 2+2=-1&dtß = ~ また, z=1であるから, z, は2次方程式x2+x+1=0のx²-(和)x+(積) = 0 解である｡ dB=~ -1±√√3i 2 == 2 2+2²=2+1 −1± √√1²-4∙1 2･1 z+1 22 よって -1± √√3 i 2 z+1 ゆえに, Aは よって これを解いて z=±1, · 121=1==122=1&11711172 (2+1) = 2#12 #1112113 ztl ztl Z2 両辺に2を掛けて (z+1)(z-1)(z2+z+1)=0 -1±√3i 2 αが実数⇔ α =α (B)=²₁ a²=(a)² 00 z-z+(z+i)(z_z)=0 α, β が複素数のときも αβ = 0 ならば = 1/2 + ( ²¹2 ) ² = ²² 基本2 が成り立つ。 α = 0 または β=0 =2+z 2³ (2+1)-(2+1)=0 12³-1 z2z(z+1)=z+1 解の公式を利用。 ZZが解となっているがつに仕え という複素数がに11,ERS 満たしてるのでその手ま答えになる つまり、変形した式ははにし、基E脂満たす複素数の式 絶対値が1で、2-zが実数であるような複素数zを求めよ。 =(z-1)(z2+z+1) 17 1章 複素数平面 [類 関西大] (p.18 EX6