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1,z,2z²が一直線上にあるためには、
2z²-1=k(z-1) をみたす実数k(k≠0)が存在する
ことが条件です。
z≠1なので、
k=(2z²-1)/(z-1)={(2z²-2)+1}/(z-1).
=2(z+1)+1/(z-1)
z=x+yi (x, y は実数) とすると、
k=2(x+1+yi)+1/(x-1+yi).
=2(x+1+yi)+(x-1-yi)/(x-1+yi)(x-1-yi)
=2(x+1+yi)+(x-1-yi)/{(x-1)²+y²}
kは実数なので、虚数部分が0になるので、
2y+(-y)/{(x-1)²+y²}=0
これが成り立つためには、
y=0 or (x-1)²+y²=1/2
|z|=1 より、x²+y²=1 ですから、
(x-1)²+y²=1/2とx²+y²=1を連立して
(x-1)²+(1-x²)=1/2
→ x²-2x+1+1-x²=1/2
→ -2x=-3/2
→ x=3/4
y=±√7/4
よって、Z=(3±√7i)/4