高校数学 公式・解法ノート
必須

回転(原点まわり・点 \alpha まわり)

着眼点\theta 回転は \cos\theta+i\sin\theta をかける。中心が原点でなければ「中心を原点に移してから回して戻す」。

\text{原点まわりに}\ \theta\ \text{回転}:\ w=(\cos\theta+i\sin\theta)z\text{点}\ \alpha\ \text{まわりに}\ \theta\ \text{回転}:\ w-\alpha=(\cos\theta+i\sin\theta)(z-\alpha)

\frac{\pi}{2} 回転は i をかけるだけ。

例題
1
点 2+i を原点のまわりに \frac{\pi}{2} 回転した点を求めよ。
解答
i(2+i)=2i+i^2=-1+2i
2
点 z=3+i を点 \alpha=1+i のまわりに \frac{\pi}{3} 回転した点 w を求めよ。
解答
z-\alpha=2。w-\alpha=2\left(\frac12+\frac{\sqrt3}{2}i\right)=1+\sqrt3\,i答え w=2+(1+\sqrt3)\,i
(検算:|w-\alpha|=2=|z-\alpha|)
確認問題
1
原点O、点 2 と正三角形をつくる点(上半平面)は?
答え
2 を \frac{\pi}{3} 回転:2\left(\frac12+\frac{\sqrt3}2i\right)=1+\sqrt3\,i

「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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