数学C|平面上の曲線と複素数平面 ドリル第44回(総合復習)

注意事項

各問10点(答え4点・途中式または根拠6点)。答えだけでなく理由を書きましょう。解答に示す式と同値の表現も正解です。図形は文中の配置に従って補助図を描いてください。【発展】は行列の学習を深めたい人向けです。

問題

問題1|別の点を中心とする回転

z=6+2iを点α=1の周りに反時計回りに90°回転した点wを求めなさい。

問題2|複素数のn乗根

\(z^3=216\)の解をすべて極形式で表しなさい。

問題3|複素数による垂直条件

点0、z=6+2i、w=−2+6iについて、OZとOWが垂直であることを複素数の商から示しなさい。

問題4|楕円

楕円\\(\frac{x^2}{100}+\frac{y^2}{9}=1\\)の長軸の長さと焦点を求めなさい。

問題5|媒介変数表示

\(x=7\cos t,\ y=3\sin t\)(0≤t<2π)の媒介変数を消去し、曲線全体を表すか述べなさい。


解答・解説

解答1|別の点を中心とする回転

中心を原点に移すz−αを回転してから、αを戻すのでw=α+i(z−α)です。

\[ \boxed{w=-1+5i} \]

解答2|複素数のn乗根

絶対値はa、偏角は2kπ/(b+2)。異なる解がb+2個あり、円に内接する正多角形の頂点になります。

\[ \boxed{z=6(\cos\frac{2k\pi}{3}+i\sin\frac{2k\pi}{3})\quad(k=0,\ldots,2)} \]

解答3|複素数による垂直条件

w=izなのでw/z=i。商の偏角がπ/2で、0でない2ベクトルのなす角が90°です。

\[ \boxed{\frac wz=i\quad\text{より垂直}} \]

解答4|楕円

x方向の半径が大きいので長軸はx軸方向。焦点距離は平方の差の平方根です。

\[ \boxed{\text{長軸の長さ}20,\quad(\pm\sqrt{91},0)} \]

解答5|媒介変数表示

x/a=cos t、y/b=sin tを平方して足します。1周期を動くので楕円全体を表します。

\[ \boxed{\frac{x^2}{49}+\frac{y^2}{9}=1\quad\text{全体を表す}} \]

復習記録

得点:____ / 50点 解き直す問題:____ 次回までに確認する公式・条件:____

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