複素数 $z$ が方程式 $|z| = 2|z + 3|$ を満たすとき、$z$ が複素数平面上でどのような図形を描くかを求め、その図形の中心と半径を求める問題です。

代数学複素数複素数平面絶対値幾何学
2025/4/16

1. 問題の内容

複素数 zz が方程式 z=2z+3|z| = 2|z + 3| を満たすとき、zz が複素数平面上でどのような図形を描くかを求め、その図形の中心と半径を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、z=x+yiz = x + yixx, yy は実数)とおきます。与えられた方程式は
z=2z+3|z| = 2|z + 3|
となります。これを xx, yy で表すと、
x+yi=2x+3+yi|x + yi| = 2|x + 3 + yi|
となります。両辺を2乗すると
x+yi2=4x+3+yi2|x + yi|^2 = 4|x + 3 + yi|^2
x2+y2=4((x+3)2+y2)x^2 + y^2 = 4((x + 3)^2 + y^2)
x2+y2=4(x2+6x+9+y2)x^2 + y^2 = 4(x^2 + 6x + 9 + y^2)
x2+y2=4x2+24x+36+4y2x^2 + y^2 = 4x^2 + 24x + 36 + 4y^2
0=3x2+24x+3y2+360 = 3x^2 + 24x + 3y^2 + 36
0=x2+8x+y2+120 = x^2 + 8x + y^2 + 12
x2+8x+y2=12x^2 + 8x + y^2 = -12
(x2+8x+16)+y2=12+16(x^2 + 8x + 16) + y^2 = -12 + 16
(x+4)2+y2=4(x + 4)^2 + y^2 = 4
これは、中心が 4-4, 半径が 22 の円を表します。

3. 最終的な答え

中心:-4
半径:2

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