福田の数学〜筑波大学2023年理系第6問〜複素数平面上の点の軌跡とアポロニウスの円 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜筑波大学2023年理系第6問〜複素数平面上の点の軌跡とアポロニウスの円

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ $i$を虚数単位とする。複素数平面に関する以下の問いに答えよ。
(1)等式|$z$+2|=2|$z$-1| を満たす点$z$の全体が表す図形は円であることを示し、その中心と半径を求めよ。
(2)等式
$\left\{|z+2|-2|z-1|\right\}$$|z+6i|$=$3\left\{|z+2|-2|z-1|\right\}$$|z-2i|$
を満たす点$z$の全体が表す図形をSとする。このときSを複素数平面上に図示せよ。
(3)点$z$が(2)における図形S上を動くとき、$w$=$\frac{1}{z}$ で定義される点$w$が描く図形を複素数平面上に図示せよ。

2023筑波大学理系過去問
単元: #大学入試過去問(数学)#複素数平面#複素数平面#図形への応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#筑波大学#数C
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ $i$を虚数単位とする。複素数平面に関する以下の問いに答えよ。
(1)等式|$z$+2|=2|$z$-1| を満たす点$z$の全体が表す図形は円であることを示し、その中心と半径を求めよ。
(2)等式
$\left\{|z+2|-2|z-1|\right\}$$|z+6i|$=$3\left\{|z+2|-2|z-1|\right\}$$|z-2i|$
を満たす点$z$の全体が表す図形をSとする。このときSを複素数平面上に図示せよ。
(3)点$z$が(2)における図形S上を動くとき、$w$=$\frac{1}{z}$ で定義される点$w$が描く図形を複素数平面上に図示せよ。

2023筑波大学理系過去問
投稿日:2023.07.03

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問題文全文(内容文):

Sを実部、虚部ともに整数であるような0以外の複素数全体の集合、Tを偏角 が0以上$\displaystyle \frac{π}{2}$未満であるようなSの要素全体の集合とする。またiは虚数単位とする。以下の問いに答えよ。
(1)$α=2$, $β=1+i$, $γ=1$のとき、 $|αβγ|$ の値を求めよ。
(2)複素数zについて、 arg z = $\displaystyle \frac{π}{8}$のとき arg(iz) の値を求めよ。
(3) α, ß, γ を Tの要素とする。このとき、$0 < |αβγ| ≦ \sqrt{5}$ を満たす α, ß, γ の
組の総数kの値を求めよ。
(4)α, ß, γをSの要素とする。このとき、$0 < |αβγ| ≦ \sqrt{5}$ および
$\displaystyle \frac{π}{8} ≦arg(αßγ) < \displaystyle \frac{5π}{8}$
を満たす α, β, yの組の総数をmとするとき、mをkで割った商と余りを求め
よ。

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(1)$2-2i$
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\begin{eqnarray}
{\large\boxed{4}}\ 複素数\alpha=\frac{\sqrt3\ i}{1+\sqrt3\ i}\ に対して、複素数z_nを\hspace{150pt}\\
z_n=8\alpha^{n-1}\ \ \ \ (n=1,\ 2,\ 3,\ ...)\hspace{110pt}\\
によって定める。ただしiは虚数単位とする。複素数平面において、原点をOとし、\hspace{13pt}\\
z_nの表す点をP_nとする。このとき、以下の問いに答えよ。\hspace{98pt}\\
(1)\alphaの絶対値|\alpha|と変革\arg\alphaをそれぞれ求めよ。ただし、0 \leqq \arg\alpha \lt 2\piとする。\hspace{2pt}\\
(2)z_2,\ z_3の実部と虚部をそれぞれ求めよ。\hspace{157pt}\\
(3)z_nの極形式をnを用いて表せ。\hspace{191pt}\\
(4)O,\ P_n,\ P_{n+1}を頂点とする三角形の面積S_nをnを用いて表せ。\hspace{71pt}\\
(5)(4)で定めたS_nに対して、無限級数\sum_{n=1}^{\infty}S_nの和Sを求めよ。\hspace{82pt}\\
\end{eqnarray}

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