複素数平面の応用問題について

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Re: 複素数平面の応用問題について

by ゲスト » 2025/2/03(月) 22:23:17

複素数平面では角に方向があり,-π~πの範囲で考えることにする。
マイナスなら時計回り,プラスなら反時計回り。
鋭角は-π/2~π/2 ということになる。

この鋭角に共通に言える性質は「実部が正」ということ。
そして,複素数zの実部は,(z+z⁻)/2 で表される。
…「⁻」は共役の「バー」…

角の表し方は何度もやっていることと思うが,
A(α),B(β),C(γ)とすると,
∠BAC=arg((γ-α)/(β-α))

この問題の場合,
A(z),B(z²),C(z³) とすると
∠BAC=arg((z³-z)/(z²-z))
=arg(z+1) …カッコ内 約分しただけです。
これが鋭角だから,z+1 の実部が正
つまり,(zの実部)>-1

∠ABC=arg((z³-z²)/(z-z²))
=arg(-z)
これが鋭角だから,-z の実部が正
つまり,(zの実部)<0

∠BCA=arg((z²-z³)/(z-z³))
=arg(z/(z+1))
これが鋭角だから,z/(z+1) の実部が正
ここで先ほど言った実部を表す式を使う。
z/(z+1) の実部は,
z/(z+1)+z⁻/(z⁻+1) を2で割ったもの。
それが正なので,2で割らなくても,
z/(z+1)+z⁻/(z⁻+1)>0
両辺に(z+1)(z⁻+1)をかけて,(かける数は実数でないとダメです)
z(z⁻+1)+z⁻(z+1)>0
2|z|²+z+z⁻>0
|z|²+z/2+z⁻/2+1/4>1/4
|z+1/2|²>(1/2)²
|z+1/2|>1/2

となります。最後の答えは同じです。
このように,
鋭角⇔実部正
実部=(z+z⁻)/2
を使えば,直接「鋭角」を言うことが出来るのです

複素数平面の応用問題について

by ゲスト » 2025/2/03(月) 22:04:38

高校数学の数IIIの問題です。

複素数平面上に異なる3点z,z^2,z^3がある。
この3点が鋭角三角形の頂点となるようなzを全て求めよ。
この問題なんですが、鋭角三角形の成立条件を用いて解答を作っていったんですが、うまくいきませんでした。そこで解答を見てみると↓のような条件式が記述されていました。右辺は鋭角三角形の成立条件だとしても、赤線を引いた部分はどこから出てきたんでしょうか?また、これが鈍角三角形となる時の条件式はどうなるんでしょうか?どなたか教えてください。ご回答宜しくお願い致します。

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