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1. 問題の内容
画像に記載された数学の問題を解きます。具体的には以下の7問です。
1. 極限 $\lim_{x \to \frac{\pi}{6}} \frac{\sin x - \frac{1}{2}}{x - \frac{\pi}{6}}$ を求める。
2. 複素数平面上の3点O(0), A(2+$\sqrt{3}i$), Bがあり、$\angle AOB = \frac{\pi}{6}$ かつ OA = 2OBを満たしているとき、点Bを表す複素数を求める。
3. $i$を虚数単位とするとき、$(\frac{1+\sqrt{3}i}{1+i})^{12}=a+bi$を満たす実数$a, b$を求める。
4. 複素数$\frac{5-2i}{7+3i}$の偏角を$\theta$とするとき、$\theta$を求める(ただし、$i=\sqrt{-1}$, $0\le\theta<2\pi$)。
5. $z=1+2i$のとき、$z^5$を求める。また、複素数平面上の3点O(0), A(z), B($z^3$)に対して, $\sin \angle AOB$の値を求める(ただし、$i=\sqrt{-1}$)。
6. $\alpha=1+i, \beta=(1-\sqrt{2})+(1+\sqrt{2})i$とし、複素数平面上の3点O(0), A($\alpha$), B($\beta$)を考える。このとき、$\frac{\beta}{\alpha}$を計算し、三角形OABの面積を求める(ただし、$i=\sqrt{-1}$)。
7. 等比数列 $\{a_n\}$ が $a_1 = \sqrt{3}-1, a_2 = 4-2\sqrt{3}$ を満たすとき、無限級数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ の和を求める。
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2. 解き方の手順
1. **極限**
* ロピタルの定理を用いる。
* ,
* ,
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2. **複素数平面**
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* 点Bを表す複素数をとおくと、。ここではOAが実軸となす角であり、A()より。
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3. **複素数計算**
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* とおく
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* したがって、
4. **複素数の偏角**
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* 偏角は を満たす。より、
5. **複素数計算とsin**
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* ,
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* ,
* は 0 から の間の角なのでは正の値をとる。したがって、
6. **複素数の商と三角形の面積**
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* 三角形OABの面積 = = =
7. **無限級数**
*
* 公比
* 無限級数の和
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