質問<905>
「「複素数における楕円の面積」」
日付 2002/7/31
質問者 さのっち


お初にお目にかかります。
夏休みに入って死にそうな毎日を送っている高校三年生です。
いきなりですが、夏期講習中先生が説明を省略してしまった問題
なのですが、気になって仕方ありません。ぜひ教えてください。

(1)  1
   z+-が実数となり、
     z
        1
   -2≦z+-≦2
        z 
を満たすような複素数平面上の点の集合を式で表せ。

(2)複素数|z|=2を満たすとき、複素数平面上で複素数
       1
   w=z+- を表す点で囲まれた図形の面積を求めよ。
       z

(1)は何とか納得できたのですが、
(2)の面積の求め方がさっぱりです…
よろしくお願いします。

お便り
日付 2002/8/8
回答者 tetsuya kobayashi


0≦θ<2π として、
z=2(cosθ+isinθ) と書けて、
\(\frac{1}{z}\)=(\(\frac{1}{2}\))(cosθ-isinθ) だから、
w=(\(\frac{5}{2}\))cosθ+(\(\frac{3}{2}\))isinθ となって、
xy座標で考えると、w は ((\(\frac{5}{2}\))cosθ, (\(\frac{3}{2}\))sinθ) の点の集合。
これは、x=(\(\frac{5}{2}\))cosθ, y=(\(\frac{3}{2}\))sinθ と書いてやれば、よく
見る楕円の媒介変数表示ですよね。
楕円の面積は (\(\frac{5}{2}\))(\(\frac{3}{2}\))π=(\(\frac{15}{4}\))π となるでしょう。