Mathematics
มัธยมปลาย

数C、複素数平面です!!
解説読んでもよくわかりません😓
どうやって解くのか教えてください!!

|11 [名城大] z を虚数とするとき,次の問いに答えよ。 (1) z + が実数となるとき,の絶対値 || を求めよ。 (2) 2 z+- が整数となる” をすべて求めよ。 Z
数c 複素数 複素数平面

คำตอบ

以下のように解いてみました。
(解説の画像を添付されると、不明点について説明しやすいです)

z=a+bi(a,bは実数、zは虚数なのでb≠0)とすると
z+1/z=a+bi+1/(a+bi)
 =a+bi+(a-bi)/{(a+bi)(a-bi)}
 =a+bi+(a-bi)/(a²+b²)
 =a(a²+b²+1)/(a²+b²)+bi(a²+b²-1)/(a²+b²)
となる。

(1)z+1/z = 実数 ⇒ 虚部=0
 b=0 or a²+b²-1=0
 zは虚数なのでb≠0
 よって a²+b²-1=0

 |z|=|a+bi|=a²+b²=1

(2)z+1/z = 整数 ⇒ 虚部=0 かつ a(a²+b²+1)/(a²+b²)=整数
虚部=0 ⇒ a²+b²=1 であるから a(a²+b²+1)/(a²+b²) = 2a
よって 2a=整数

・a²+b²-1=0、2a=整数 を満たすa,bを探す。
 a²+b²-1=0より-1≦a,b≦1、また 2a=整数であるから、
 a=-1,-1/2,0,1/2,1であることが分かる。
 b≠0であるから a=-1/2,0,1/2となり、
 bを求めると、

 (a,b)=(-1/2,±√3/2),(0,±1),(1/2,±√3/2)
 ↓こうしても良い
 (a,b)=(0,±1),(±1/2,±√3/2)(複合任意)

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