高校数学 公式・解法ノート
必須

方程式の表す図形(円・垂直二等分線)

着眼点|z-\alpha| は「点 \alpha との距離」と読む。比の形(アポロニウス)は2乗して z\overline z でまとめる。

  • |z-\alpha|=r:中心 \alpha、半径 r の円
  • |z-\alpha|=|z-\beta|:2点 \alpha,\beta を結ぶ線分の垂直二等分線
  • |z-\alpha|=k|z-\beta|\ (k\ne1):円(2乗して整理)
例題
1
|z-2i|=3 を満たす点 z 全体はどんな図形か。また |z+2|=|z-4i| はどうか。
解答
前者:中心 2i、半径3の円。
後者:2点 -2 と 4i を結ぶ線分の垂直二等分線。
2
|z-1|=2|z+2| を満たす点 z 全体はどんな図形か。
解答
両辺を2乗:(z-1)(\overline z-1)=4(z+2)(\overline z+2)。z\overline z-z-\overline z+1=4z\overline z+8z+8\overline z+163z\overline z+9z+9\overline z+15=0 \ \Rightarrow\ z\overline z+3z+3\overline z+5=0(z+3)(\overline z+3)=9-5=4 \ \Rightarrow\ |z+3|=2答え:中心 -3、半径2の円
(検算:z=-1 で |{-2}|=2,\ 2|1|=2)
確認問題
1
|z-(3+4i)|=2 のとき |z| の最大値・最小値は?
答え
原点と中心の距離は5。最大 5+2=7、最小 5-2=3。

「複素数平面」の項目

  1. 共役複素数と絶対値(|z|²=zz̄)必須
  2. 極形式と積・商必須
  3. 回転(原点まわり・点 α まわり)必須
  4. ド・モアブルの定理必須
  5. n 乗根(zⁿ=α の解)必須
  6. 方程式の表す図形(円・垂直二等分線)必須
  7. 3点の位置関係((γ-α)/(β-α) を見る)差がつく
  8. |z|=1 のときは z̄=1/z差がつく
  9. w=f(z) による図形の移り方差がつく
  10. 1の n 乗根の和と三角関数の和不要
  11. 正三角形の条件 α²+β²+γ²=αβ+βγ+γα不要

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