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複素数平面
(2)最大値最小値を求めるところまでは分かりました。Zの求め方を教えていただきたいです。
(数3を独学で進めているため初歩的な質問かもしれませんが分かりやすく教えていただけるとありがたいです🙇🏻♂️)
回答
こんばんは。
そうですか、数Ⅲを独学ですか。大変ですが、がんばってください。
ベクトルは学習済みでしょうか?
複素数とベクトルはほぼ同じで、演算が異なるだけです。
足し算、引き算については同等です。
(1)の円の中心(複素数なら1+i、ベクトルなら(1,1))をPとしますね。
図のBというのはベクトルで言えばOP+PBですね(上につく矢印は省略しています)。
ベクトルPBの成分はわかりますか?円の半径が1だから、45°に着目すれば(cos45°、-sin45°)ですから、ベクトルで言えばOB=(1,1)+(cos45°、-sin45°)、複素数で書けば(1+$i$)+(cos45°ー$i$sin45°)。これが最小値をとる複素数(B)です。PBという有向線分を複素数で表すためにβなんかを持ち出して説明しています。実は説明する方も苦しいのです。ベクトルを持ち出せばすぐなのですが。
同様に、最大値を取るCは、ベクトルで言えば(1,1)+PC=(1,1)+(ーcos45°、sin45°)、複素数で言えば(1+$i$)+(ーcos45°+$i$sin45°)。これがCが表す複素数です。
答案を書くときは、「ベクトルPBを表す複素数はcos45°ー$i$sin45°なので、Bが表す複素数は(1+$i$)+(cos45°ー$i$sin45°)=…」というふうにごまかす、というか逃げますね。ここを真面目に書くと、解答のようにβなんかを持ち出すのでしょう。
あるいは開き直って「ベクトルを用いて解きます。…」とやっても問題ありません。最後に複素数の世界に戻します。
本の解答と違うので、ちょっとイレギュラーな返事かもしれません。かえって悩みを増やす可能性もありますが、頭を柔軟にして考えてください。
足し算・引き算はベクトルも複素数も同じ。かけ算・割り算は無理ですが。
これで大丈夫ですか?ちょっと心配です。コメント欄に返事を書いてください。
ベクトルは習ったのですがOBベクトルの出し方が分かりません…。
以下、ベクトルです。OB=OP+PB=(1,1)+(cos45°,-sin45°)で、三角比を数にすればベクトルOBの成分表示が求まります。x成分が実部、y成分が虚部になります。これでどうでしょう?
なぜPBベクトルが(cos45°,-sin45°)となりますか?
円の中心、半径や点Aの位置関係から、AとPを結ぶ直線はx軸と45°で交わりますね。ですから長さ1のベクトルPBのx成分はcos(-45°)、y成分はsin(-45°)になります。これでどうでしょうか?
45°で交わることは分かりましたが(cos45°,sin45°)になるのが分かりません。何か公式でも使うのですか。 勉強不足ですみません。
あ、すみませんなんて、謝るようなことじゃないですよ!写真をアップしたので見てください。ベクトルにしなくても、図から複素数のまま、実部と虚部の話を考えれば済みますね。これでどうでしょう?わかるまで食いついてきてください(笑)。
理解できました!図がとても分かりやすかったです!一問にこんなに時間をかけて教えてくださりありがとうございました!m(__)m
あ、大丈夫です。数学教師の老後の楽しみでやっているので。わかるまでやりましょう!