複素数と方程式の問題
を虚数単位とし、 は と共役な複素数を表す。複素数 が等式 を満たすとき、 を求めよ。
この問題で使うもの
- 複素数の相等(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(21 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「複素数の相等」を使う。( は実数)とおき、 として左辺を の形に整理しよう。
ヒント 2
である。左辺を (実部)(虚部) の形にして、右辺 と実部どうし・虚部どうしを比べる。
ヒント 3
左辺は となるので、連立方程式 を解けばよい。
答えと解説
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解説を読む
( は実数)とおく。このとき である。
左辺を計算すると
より
となる。
よって、与えられた等式は
となる。 は実数なので、複素数の相等(実部どうし・虚部どうしがそれぞれ等しい)により
が成り立つ。
より 、よって 。これを に代入して 。
したがって である。
(確認) より となり、等式を満たす。
別解
( は実数)とおくと、。
。
これが に等しいので、実部と虚部を比べて
, 。
1 本目を 2 倍して 。2 本目を引くと より 。このとき 。
よって 。
検算:。、。和は となり、条件を満たす。