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A 回答 (7件)
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No.1
- 回答日時:
複素数平面において、
2β-αは大きさ√3で原点とαを結ぶ直線に直交するベクトルが想起されます。
β/αは±π/3の偏位角を持つ大きさ1のベクトルが
想起されます。
No.2
- 回答日時:
> 図形的に
とは、複素平面で、という話でしょうね。すると
> |α|=|β|=|α−β|=1
とは、α, β, 0が一辺1の正三角形になっているということなので、βはαを0のまわりに60度または-60度回転したもの。だから、
γ = e^(iπ/3)=(1 + (√3)i)/2 または γ = e^(-iπ/3)=(1 - (√3)i)/2
とすれば、
β = αγ
です。従って
β/α = γ
である。そして、
2β−α = (2γ - 1)α = i(√3)α または 2β−α = (-i)(√3)α
なので、2β−αは(√3)α を0のまわりに90度または-90度回転したもの。
No.3
- 回答日時:
「ベクトル」は習いましたよね?
複素数を複素平面で考えるには、実数をxに、虚数をyにして「x-y平面のベクトル」として考えると分かりやすいです。
|α| = |β| = 1 ということは、α, β は原点を中心とした半径1の円周上にあるということです。
α - β は「β の先端から α の先端に向かうベクトル」になるので、
|α - β| = 1
ということは、原点と α, β は1辺の長さが 1 の正三角形を形成します。
(相対的な位置関係だけで、絶対位置は決まりません)
従って、ベクトルの考え方から「2β - α」は、
「α の先端から β の2倍の先端に向かうベクトル」
ということが分かります。
(複素数としては、その「α の先端から」の部分を原点に平行移動しないといけません)
「β/α」は
|β/α| = |β|/|α| = 1
であり、
α = cosθ + i・sinθ
と書けば、正三角形なので
β = cos(θ ± 60°) + i・sin(θ ± 60°)
となることから
β/α = cos[(θ ± 60°) - θ] + i・sin[(θ ± 60°) - θ]
= cos(±60°) + i・sin(±60°)
= (√3)/2 ± (1/2)i
図形的には、原点、実軸の 1 と「正三角形」をなすもう1つの角(虚数のプラス側とマイナス側の2つ)ということになります。
No.4
- 回答日時:
「原点とα、βが一辺の長さが1の正三角形の頂点になっている」
ということに気づけば、いろいろわかるよ。
例えばβ/α は「偏角が±60度で大きさが1の複素数」
ということは複素数の性質の基礎を知っていれば瞬時にわかる。
後は自分で考えてみよう。
No.5
- 回答日時:
|α|=|β|=|α-β|=1
α,βの共役複素数をα~,β~とする
|α|=1
だから
α=e^{ia}となる実数aがある
α~=e^{-ia}=1/α
|β|=1
だから
β=e^{ib}となる実数bがある
β~=e^{-ib}=1/β
1
=|α-β|^2
=(α-β)(α~-β~)
=(α-β)(1/α-1/β)
=1-α/β-β/α+1
=2-α/β-β/α
1=2-α/β-β/α
↓
β/α+α/β=1
z=β/αとすると
z+1/z=1
z^2+1=z
z^2-z+1=0
(z-1/2)^2=-3/4
z-1/2=±i√3/2
z=(1±i√3)/2
∴
β/α=(1±i√3)/2
No.6
- 回答日時:
No.3 です。
最後の方で三角関数の値を間違っていましたね。
(誤)
β/α = cos[(θ ± 60°) - θ] + i・sin[(θ ± 60°) - θ]
= cos(±60°) + i・sin(±60°)
= (√3)/2 ± (1/2)i
↓
(正)
β/α = cos[(θ ± 60°) - θ] + i・sin[(θ ± 60°) - θ]
= cos(±60°) + i・sin(±60°)
= 1/2 ± [√3)/2]i
ですね。
No.7
- 回答日時:
|α|=|β|=|α-β|=1
α,βの共役複素数をα~,β~とする
αα~=|α|^2=1
α~=1/α
ββ~=|β|^2=1
β~=1/β
1
=|α-β|^2
=(α-β)(α~-β~)
=(α-β)(1/α-1/β)
=1-α/β-β/α+1
=2-α/β-β/α
1=2-α/β-β/α
↓両辺にβ/α+α/β-1を加えると
β/α+α/β=1
z=β/αとすると
z+1/z=1
z^2+1=z
z^2-z+1=0
(z-1/2)^2=-3/4
z-1/2=±i√3/2
z=(1±i√3)/2
∴
β/α=(1±i√3)/2
![「数3の複素数のことです。 αとβという複」の回答画像7](http://oshiete.xgoo.jp/_/bucket/oshietegoo/images/media/a/542836327_65b0fabb84605/M.jpg)
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