by ゲスト » 2025/5/07(水) 12:37:25
計算したら本当にただの円になりましたか??
<両辺の2乗による解法>
式①の|z-3|を左辺に移項して、両辺を二乗すると、
|z+3|²=144-24|z-3|+|z-3|²
(z+3)(z⁻+3)=144-24|z-3|+(z-3)(z⁻-3)
6(z+z⁻)-144=-24|z-3| 両辺を6で割ると、
(z+z⁻-24)=-4|z-3| さらに両辺を二乗して、
(z+z⁻)²-48(z+z⁻)+24²=16(z-3)(z⁻-3)
=16zz⁻-48(z+z⁻)+144
(z+z⁻)²=16zz⁻-432 …②
ここで、z=x+yi なので、
z+z⁻=(x+yi)+(x-yi)=2x
zz⁻=(x+yi)(x-yi)=x²+y² これを式②に代入して、
4x²=16(x²+y²)-432 整理して、
12x²+16y²=432 両辺を432で割って、
x²/36+y²/27=1
したがって、式①を満たす複素数zの集合が描く図形は
長軸6, 短軸3√3, 焦点(3, 0), (-3, 0) の楕円である。
[補足]
一応この問題は、式と曲線の知識を使って
計算をほとんどせずにx, yが満たす
関係式を導くことができます。
<式と曲線の知識を用いる解法>
|z+3| は点zと点-3の間の距離を、
|z-3| は点zと点3の間の距離を表すので、
式①は2点3, -3からの距離の和が12になるような
点zを表しており、これは楕円の定義そのものである。
したがって、この図形は焦点が(3, 0), (-3, 0)で、
長軸の長さが6である楕円を表す。
よって、短軸の長さをbとすると、
6²-b²=9 より、b²=27 であるから、
x, yの満たす関係式はx²/36+y²/27=1 である。
計算したら本当にただの円になりましたか??
<両辺の2乗による解法>
式①の|z-3|を左辺に移項して、両辺を二乗すると、
|z+3|²=144-24|z-3|+|z-3|²
(z+3)(z⁻+3)=144-24|z-3|+(z-3)(z⁻-3)
6(z+z⁻)-144=-24|z-3| 両辺を6で割ると、
(z+z⁻-24)=-4|z-3| さらに両辺を二乗して、
(z+z⁻)²-48(z+z⁻)+24²=16(z-3)(z⁻-3)
=16zz⁻-48(z+z⁻)+144
(z+z⁻)²=16zz⁻-432 …②
ここで、z=x+yi なので、
z+z⁻=(x+yi)+(x-yi)=2x
zz⁻=(x+yi)(x-yi)=x²+y² これを式②に代入して、
4x²=16(x²+y²)-432 整理して、
12x²+16y²=432 両辺を432で割って、
x²/36+y²/27=1
したがって、式①を満たす複素数zの集合が描く図形は
長軸6, 短軸3√3, 焦点(3, 0), (-3, 0) の楕円である。
[補足]
一応この問題は、式と曲線の知識を使って
計算をほとんどせずにx, yが満たす
関係式を導くことができます。
<式と曲線の知識を用いる解法>
|z+3| は点zと点-3の間の距離を、
|z-3| は点zと点3の間の距離を表すので、
式①は2点3, -3からの距離の和が12になるような
点zを表しており、これは楕円の定義そのものである。
したがって、この図形は焦点が(3, 0), (-3, 0)で、
長軸の長さが6である楕円を表す。
よって、短軸の長さをbとすると、
6²-b²=9 より、b²=27 であるから、
x, yの満たす関係式はx²/36+y²/27=1 である。