円の方程式 $|z - \alpha| = r$ を変形せよ。ここで、$z$ は複素数、$α$ は複素数の定数、$r$ は正の実数です。

幾何学複素数方程式複素平面
2025/5/20

1. 問題の内容

円の方程式 zα=r|z - \alpha| = r を変形せよ。ここで、zz は複素数、αα は複素数の定数、rr は正の実数です。

2. 解き方の手順

z=x+yiz = x + yiα=a+biα = a + bi とおくと、
zα=(x+yi)(a+bi)=(xa)+(yb)i|z - \alpha| = |(x + yi) - (a + bi)| = |(x - a) + (y - b)i| となります。
複素数の絶対値の定義より、x+yi=x2+y2|x + yi| = \sqrt{x^2 + y^2} なので、
(xa)+(yb)i=(xa)2+(yb)2|(x - a) + (y - b)i| = \sqrt{(x - a)^2 + (y - b)^2} となります。
したがって、zα=r|z - \alpha| = r(xa)2+(yb)2=r\sqrt{(x - a)^2 + (y - b)^2} = r となります。
両辺を2乗して、(xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2 となります。

3. 最終的な答え

(xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2

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