関数 $f(z) = |z|^2$ を解く問題です。おそらく、$z$ は複素数を表しており、$|z|$ は $z$ の絶対値を表しています。したがって、$f(z)$ がどのような値を取るのかを求めるか、あるいは何らかの条件の下で $z$ の値を求める問題だと考えられます。ここでは、$f(z) = z$となる$z$を求めることにします。

代数学複素数絶対値方程式実数虚数
2025/5/5

1. 問題の内容

関数 f(z)=z2f(z) = |z|^2 を解く問題です。おそらく、zz は複素数を表しており、z|z|zz の絶対値を表しています。したがって、f(z)f(z) がどのような値を取るのかを求めるか、あるいは何らかの条件の下で zz の値を求める問題だと考えられます。ここでは、f(z)=zf(z) = zとなるzzを求めることにします。

2. 解き方の手順

複素数 zzz=x+yiz = x + yi (ただし、xxyy は実数、ii は虚数単位)と表します。このとき、zz の絶対値 z|z|z=x2+y2|z| = \sqrt{x^2 + y^2} となります。したがって、z2=x2+y2|z|^2 = x^2 + y^2 です。
f(z)=z2f(z) = |z|^2f(z)=zf(z) = z を等しいとおくと、
x2+y2=x+yix^2 + y^2 = x + yi
となります。これは複素数の等式なので、実部と虚部をそれぞれ比較することができます。
実部を比較すると、x2+y2=xx^2 + y^2 = x となります。
虚部を比較すると、0=y0 = y となります。
y=0y=0x2+y2=xx^2 + y^2 = x に代入すると、x2=xx^2 = x となります。
x2x=0x^2 - x = 0
x(x1)=0x(x-1) = 0
したがって、x=0x = 0 または x=1x = 1 となります。
x=0x = 0 のとき、y=0y = 0 なので、z=0+0i=0z = 0 + 0i = 0 です。
x=1x = 1 のとき、y=0y = 0 なので、z=1+0i=1z = 1 + 0i = 1 です。

3. 最終的な答え

z=0z = 0 または z=1z = 1

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