質問<367>2000/11/21
from=KOU
「複素数」


α、β、γを複素数とする。ただし、α≠0とする。
Zに関する2次方程式αZ二乗+βZ+γ=0の解が実数
でない複素数ωとその共役な複素数ωバーであるとする
(1)
α分のβ、α分のγは実数であることを示せ
(2)
s=α分のβ、t=α分のγとおく、上の2次方程式の解ωが、
1≦|ω|≦2を満たすときxy平面上の点(s、t)
の動きうる範囲を図示せよ

問2
複素数αが|α|=1を満たすとき、0でない複素数β、γに対して
|αγ+β|分の|αβバー+γバー|=1が成立することを示せ
という問題ですよろしくおねがいします
かなり噛み砕いて解説してほしいです
よろしくお願いします
それとちょくちょく質問してもいいでしょうか?
今の先生はわかりにくいので質問する人がいないので


お返事2000/11/22~29
from=武田


問1(1)
                _
αz2 +βz+γ=0の2解をω,ωとすると、
解と係数の関係より、
  _  β
ω+ω=-─
     α

  _ γ
ω・ω=─
    α
いま、ω=a+bi(a,bは実数)とすると、
β     _
─=-(ω+ω)=-(a+bi+a-bi)=-2a(実数)
α

γ   _
─=ω・ω=(a+bi)(a-bi)=a2 -(bi)2 
α
 =a2 +b2 (実数)

問1(2)
  β          1
s=─=-2aより、a=-─s……①
  α          2

  γ
t=─=a2 +b2 ……②
  α
②に①を代入して、
     1
b2 =t-─s2 
     4
実数b2 ≧0より、
  1
t≧─s2 ……③
  4

1≦|ω|≦2より、|ω|=√(a2 +b2 )より、
②を代入して|ω|2 =t
1≦t≦4……④

③④より、(s,t)の範囲は下図のようになる。


問2
どう解いたらいいかアイデアが浮かびませんでしたが、Sekiyaさんから
アドバイスが届きました。下記に掲載します。いつもながら感謝!!


お便り2000/12/1
from=Toshio Sekiya


              _
|α|=1より、|α|2 =αα=1
               ____
  _ _     _ _   _ _
|αβ+γ|2 =(αβ+γ)(αβ+γ)
          _ _  _
       =(αβ+γ)(αβ+γ)
         _ _  _  _ _  _
       =ααββ+αβγ+αβγ+γγ
         _  _  _ _  _
       =ββ+αβγ+αβγ+γγ

               ____
|αγ+β|2 =(αγ+β)(αγ+β)
               __ _
       =(αγ+β)(αγ+β)
         _ _  _  _ _  _
       =ααγγ+αβγ+αβγ+ββ
         _  _  _ _  _
       =γγ+αβγ+αβγ+ββ
したがって、
  _ _
|αβ+γ|2 =|αγ+β|2 
  _ _
|αβ+γ|=|αγ+β|

  _ _
|αβ+γ|
──────=1 ……(答)
|αγ+β|