複素数平面上の点A, B, C, D, Eに対応する複素数を求める問題です。

代数学複素数複素数平面三角関数加法定理
2025/8/2

1. 問題の内容

複素数平面上の点A, B, C, D, Eに対応する複素数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、原点Oの複素数は0です。次に、各点について、原点からの距離と偏角を読み取り、複素数を求めます。
* 点A: 原点からの距離は2\sqrt{2}、偏角は45°なので、A=2(cos45°+isin45°)=2(22+i22)=1+iA = \sqrt{2}(\cos{45°} + i\sin{45°}) = \sqrt{2}(\frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2}) = 1 + i
* 点B: 原点からの距離は2、∠AOB = 60°+45° = 105°なので、偏角は105°。
B=2(cos105°+isin105°)B = 2(\cos{105°} + i\sin{105°}).
三角関数の加法定理より、
cos105°=cos(60°+45°)=cos60°cos45°sin60°sin45°=12223222=264\cos{105°} = \cos(60°+45°) = \cos{60°}\cos{45°} - \sin{60°}\sin{45°} = \frac{1}{2}\frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}
sin105°=sin(60°+45°)=sin60°cos45°+cos60°sin45°=3222+1222=6+24\sin{105°} = \sin(60°+45°) = \sin{60°}\cos{45°} + \cos{60°}\sin{45°} = \frac{\sqrt{3}}{2}\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{1}{2}\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
よって、B=2(264+i6+24)=262+i6+22B = 2(\frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4} + i\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}) = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{2} + i\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{2}
* 点C: 原点からの距離は2、偏角は60°+90° = 150°なので、C=2(cos150°+isin150°)=2(32+i12)=3+iC = 2(\cos{150°} + i\sin{150°}) = 2(-\frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2}) = -\sqrt{3} + i
* 点D: 実軸上にあり、値は-1なので、D=1D = -1
* 点E: 虚軸上にあり、z=1043iz = \frac{10}{4-3i}を計算することで求められます。z=10(4+3i)(43i)(4+3i)=10(4+3i)16+9=10(4+3i)25=2(4+3i)5=85+65iz = \frac{10(4+3i)}{(4-3i)(4+3i)} = \frac{10(4+3i)}{16+9} = \frac{10(4+3i)}{25} = \frac{2(4+3i)}{5} = \frac{8}{5} + \frac{6}{5}i
Eは85+65i\frac{8}{5} + \frac{6}{5}iの実部が0となる点なので、Eの実部が0となるような複素数を求める。
原点からの距離が2なのでEは-2iとなる。
E=2iE = -2i

3. 最終的な答え

* A: 1+i1 + i
* B: 262+i6+22\frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{2} + i\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{2}
* C: 3+i-\sqrt{3} + i
* D: 1-1
* E: 2i-2i

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