• ベストアンサー

複素数平面

原点をoとする複素数平面上で、0でない複素数z、wのあらわす点をそれぞれP(z)、Q(w)とする。zに対してwを、oを始点とする半直線OP(z)上にQ(w)があり、|w|=2/|z|、w=2/z(zのバー)を満たすように取るとする。 (1)±2、±2iのあらわす4点を頂点とする正方形の周上を点P(z)が動く。このとき、P(z)とQ(w)が一致するzを求めよ。 (2)P(Z)が(1)の正方形の周上を動くとき。点Q(w)の描く図形を求めよ。 全くとき方がわかりません。 とき方を詳しく教えてください!

noname#201557
noname#201557

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • yyssaa
  • ベストアンサー率50% (747/1465)
回答No.1

取り敢えず(1)だけ。 (1)±2、±2iのあらわす4点を頂点とする正方形の周上を点P(z)が動く。このとき、P(z)とQ(w)が一致するzを求めよ。 >z=x+iyとおくと、z~=x-iy |w|=2/|z|=2/√(x^2+y^2)、 w=2/z~=2/(x-iy)=2(x+iy)/{(x-iy)(x+iy)}=2(x+iy)/(x^2+y^2) 実数部をR、虚数部をIで表すと、P(z)とQ(w)が一致するのは R(w)=R(z)かつI(w)=I(z)のときだから 2x/(x^2+y^2)=x、2y/(x^2+y^2)=yが成り立つときだから x^2+y^2=2、すなわちOを中心とする半径√2の円周上にzがあれば よい。問題の正方形の周上でこの円周と一致する点(z)は (1+i)、(-1+i)、(-1-i)、(1,-i)・・・答

noname#201557
質問者

お礼

ありがとうございます!

関連するQ&A

  • 複素数平面の問題なのですが

    複素数平面上で z0=(√3+i)(cosθ+isinθ) z1=4{(1-sinθ)+icosθ}/(1-sinθ)-icosθ z2=-2/z1 の表す点をそれぞれP0,P1,P2とする。(0°<θ<90°) 偏角は-180°以上180°未満とする。 この問題で|z0|=2,argz0=30°+θ |z1|=4,argz1=90°+θ また|z1|/|z0|=2,argz1/z0=60°,P1P0=2√3 は求めることができたんのですが次の問題がどうにも解けなくて困っています。 原点O,P0,P1,P2の4点が同一円周上にある場合を考える。このとき、∠OP2P1を考えると argz1-z2/z2=-○○°・・・(1) であるから、 ○cos2θ-○=0・・・(2) が成り立つ。 ここでz1-z2/z2を整理したときに8cosθ+isin2θ-1となることから、(1)の値は8と1が入るという予想が立ち そこから(1)の偏角が-90となるということは考えられるのですが、きちんとした考え方がわかりません。 どなたか、しっかりとした回答の根拠を教えていただけませんでしょうか?お願いします。

  • 複素数平面の問題

    --------------------------------------------------------------------------------- |z|>5/4となるどのような複素数zに対してもw=w^2 -2zとは表されない複素数w全体の集合をTとする. すなわち T={w|w=z^2 -2zならば|z|≦5/4} とする.このとき,Tに属する複素数wで絶対値|w|が最大になるようなwの値を求めよ. --------------------------------------------------------------------------- この問題に苦戦しています. 初めは z=r(cosθ+isinθ)(r≦5/4) としていけるかなと思ったのですが,これがとんでもない勘違いで ●wをひとつおいたとき,それに対応するzの解の個数が不明 という点が難点で,とりあえず w=a+bi z=p+qi として比較により a=p^2 -q^2 -2p b=2pq-2q となり,ここからqを消去してaをpだけで表す,というところまではいけるのですが,何せ分数が入るため●の解の個数の検討が複雑になってしまいます. 方針が違うのでしょうか? 糸口のみで結構ですので御教授のほうお願い致します.

  • 複素数

    『複素数z、w(z≠0、w≠0)に対して複素平面状の点0、z、wが正三角形の頂点となるためにz^2+w^2=zwという等式が成り立つことが必要かつ十分であることを示す』 という問題の考え方がいまいちわからないです>< 極形式を使って解くのだと思ったのですが、 ご教授よろしくお願い致します。

  • 複素数平面

    問)複素数平面上で0、2+i、1+3iを頂点とする平行四辺形の他の頂点はどんな複素数で表されるか。 2+i、1+3iをそれぞれ点P(p)、Q(q)とおく。 P+Q=3+4i P-Q=1-2i Q-P=-1+2i よって他の頂点は3+4i、1-2i、-1+2i。 これが僕の解答ですが、解法は正しいでしょうか? 不十分な点などご指摘おねがいします!

  • 複素数平面

    (1) z 1 ―+―が実数であるようなzの表す図形を図示。 2 z (2) さらにz≠z~をも満たす点A(z)に対しABCDが正方形であるときB(3i),C(w),D(u)としてwの絶対値のとりうる範囲を求める。~はバーのつもりです。 (1)ですがz=x+yiとおくと (z/2)+(1/z)={x(x^2+y^2)+2x+y(x^2+y^2-2)i}/2(x^2+y^2) 実数条件は虚部=0だから y(x^2+y^2-2)=0⇔y=0 or x^2+y^2=2 またx^2+y^2≠0⇔x≠±yi 点(1、±1),(-1、±1)を除いた原点中心、半径√2の円、x軸 でよいですか? (2)での「z≠z~をも満たす点A(z)」は(1)のx軸も除いた図かな? C(w)はBを中心としてAを+90° or -90°回転させた位置にあるから、 (z-3i)/(w-3i)=i or (z-3i)/(w-3i)=-i |z|=√2を使うのですよね。どうやって使うのですか? |w+3|=√7i,|w+3|=√7iになっちゃいました。どうして絶対値で虚数が入ってしまうのだろう。

  • 複素数平面

    α、βをα^2+αβ+β^2=0を満たす0でない異なる複素数と定義して (1)β/αを求める。 (2)原点O、A(α)、B(β)を頂点とする3角形の3つの角度は? (3)A(α)、B(β)、C(β^2/α)が表す点を頂点とする3角形の3つの角度は? (1)は条件式をα^2で割って解の公式を用い、β/α=-(1/2)±(√3)i/2 とでました。 (2)(1)から∠AOB=±120°とだけでましたが、他の角度が・・・ (0-β)/(α-β)=β/(β-α)=(β/α)/{(β/α)-1)} =(-1±√3i)/(3干√3i)?? 複素数よくわからないよぅ。 掛け算、割り算は回転と拡大縮小というのはわかるのですけど。

  • 積分と複素数平面

    1.∫{x,0}(x-t)f(t)dt=x^4-x^2 (上がx下が0) を満たす整式f(t)を求めよ。 2.平面上の点A(a,a-1)から放物線y=x^2に引いた2つの接線の接点をP,Qとする。 直線PQと放物線y=x^2とで囲まれた部分の面積SとAが直線y=x-1上を動くときのSの最小値を求めよ。 3.複素数平面上においてzは原点Oの中心とする半径1の円周上を動くとする。 w=(z-i)/(z-1-i)とおくとき       (虚数単位i) wの描く曲線と絶対値|w|の最大値およびそのときのzの値を求めよ。 一応こたえつきなのですが理解できないので・・・ 詳しくお願いします

  • 複素数平面の問題教えてください!!!

    方程式z(2乗)-4z+16=0の解は  α=2+2√3ⅰ,β=2-2√3ⅰ であり複素数αの絶対値は4,αの偏角のうち0°以上360°未満であるものは60°である。  複素数平面上で、点αを原点のまわりに正の向きに90°だけ回転させた点をrとし、点βを原点のまわりに正の向きに90°だけ回転させた点をδとする。  δ=(ア)√(イ)+(ウ)ⅰ であり、αとδを解にもつ2次方程式の1つは  z(2乗)-(エ)ⅰz-(オカ)=0 である。 上記の問題の(ア)~(カ)までにはそれぞれ数字1文字が入ります。 できるだけ詳しく教えてください。 お願いします。

  • 幾何の証明で、頂点のつけ方

     幾何の証明(複素数を使う)で、図形の場合分けが必要かわからないので質問します。問題は、 複素平面上でZ_1,Z_2,Z_3を表す点をそれぞれA,B,Cとし、△ABCの3辺BC,CA,ABの中点をそれぞれL,M,Nとする。いま辺ABおよびACをそれぞれ斜辺とする2つの直角2等辺三角形を△ABCの外側につくり、それぞれの頂点をP,Qとするとき、→NPをそれぞれ複素数を用いて表せ。 です。  自分は三角形の頂点が反時計回りにABCの三角形を考えて(添付した図の1))、→NPは→NAをNの周りに90°回転したものとして、→NP=(Z_1-(Z_1+Z_2)/2)*i={(Z_1-Z_2)/2}*iと答えたのですが、問題集の解説では→NPは→NAをNの周りに-90°回転したもの→NP=-{(Z_1-Z_2)/2}*iも答えでした。この-90°回転は三角形の頂点が時計回りにABCの三角形を考えていると思う(添付した図の2))のです。  ここからが3つの疑問点です。問題集のように、問題文で頂点がふってある図形を提示されない場合は、頂点の時計回り、反時計回りなどいろいろ図形の場合分けをして答えを出さないと、正解にはならないのでしょうか?・・・(1)また添付した図の1)で→NPは→NBをNの周りに-90°回転したものとして、→NP=-{(Z_2-Z_1)/2}iは正解でしょうか?・・・(2)また、別の問題で、複素数平面上で原点Oと異なる2点P_1,P_2で表される複素数をそれぞれ、Z_1,Z_2とする。いま△OP_1P_2の外側に、正方形OP_1Q_1R_1および正方形OP_2Q_2R_2を作るとき、線分R_1R_2の中点をMとすれば、OMの長さ=1/2(P_1P_2の長さ)かつOMとP_1P_2は垂直であることを証明せよ。 において問題集の解説では△OP_1P_2の頂点をO,P_1,P_2の順に回る向きが時計の針の進行方向と逆であるとしても一般性は失われない。と書いてあるのですが、(自分も問題集の解説の通りの図をかいて証明し、だいたい正解でした。)問題集とは違い、△OP_1P_2の頂点をO,P_1,P_2の順に回る向きが時計の針の進行方向と同じとしても一般性は失われないのでしょうか?・・・(3)  どなたか以上の(1)~(3)の3つの疑問点に答えてくださいお願いします。

  • またまたまた複素数平面(ーー;)

    いつもお世話になります。 α、zは0でない複素数とする、|z|=|α|のとき 3点0、P(α+z)、Q(|α|二乗+αz)は一直線上にあることを示せ。 という問題ですが、極形式を使って示そうと思ったのですが、式変形がうまくいきません。 やはり、図形的に示した方がはやいのでしょうか? よろしくお願いします。