質問<674>
「「複素数」」
日付 2001/10/14
質問者 神鉄


初めまして書きこみします。
この問題が解けずに困っています。
誰かとける人居ないでしょうか?

絶対値がで偏角がθである複素数zに対してw=1-zとおく、
ただし、0°<θ<360°とする。

1、wを極形式で表せ。

2、\(w^{2}\)-4z co\(s^{2}\)θ/2=4となるθの値を求めよ。

この問題を解ける人が居たらお願いします。

お便り
日付 2001/10/17
回答者 hoshino


1.
w = 1 - z
= 1-cosθ - i sinθ
|w|^2 = (1 - cosθ\()^{2}\) + si\(n^{2}\) θ
= 2 - 2 cosθ
= 2(1 - cosθ)
= 4si\(n^{2}\) (θ/2) ……半角の公式
故に 0 < θ/2 < π より
|w| = 2sin(θ/2).
Re(w)/|w| = (1-cosθ)/\(\sqrt{\quad}\)(2(1-cosθ))
= \(\sqrt{\quad}\)((1-cosθ)/2)
= \(\sqrt{\quad}\)si\(n^{2}\)(θ/2)
= sin (θ/2)…… (0 < θ/2 < π だから)
cos arg(w) = sin(θ/2)
sin arg(w) = -sinθ/(2sin(θ/2))
=-2sin(θ/2)cos(θ/2)/(2sin(θ/2))
=-cos(θ/2)
従って
arg (w) = θ/2 - π/2.
w = 2sin(θ/2)(cos(θ/2 - π/2) + i sin (θ/2 - π/2)).

2.
\(w^{2}\) - 4z co\(s^{2}\)(θ/2)
= 4si\(n^{2}\)(θ/2)(cos(θ-π)+isin(θ-π))-4co\(s^{2}\)(θ/2)(cosθ+isinθ)
=-4si\(n^{2}\)(θ/2)(cosθ+isinθ)-4co\(s^{2}\)(θ/2)(cosθ+isinθ)
=-4(cosθ + i sinθ) = 4
故に
cosθ + i sinθ = -1
即ち θ = π.