質問<905>2002/7/31
from=さのっち
「複素数における楕円の面積」


お初にお目にかかります。
夏休みに入って死にそうな毎日を送っている高校三年生です。
いきなりですが、夏期講習中先生が説明を省略してしまった問題
なのですが、気になって仕方ありません。ぜひ教えてください。

(1)  1
   z+-が実数となり、
     z
        1
   -2≦z+-≦2
        z 
を満たすような複素数平面上の点の集合を式で表せ。

(2)複素数|z|=2を満たすとき、複素数平面上で複素数
       1
   w=z+- を表す点で囲まれた図形の面積を求めよ。
       z

(1)は何とか納得できたのですが、
(2)の面積の求め方がさっぱりです…
よろしくお願いします。


お便り2002/8/8
from=Tetsuya Kobayashi


0≦θ<2π として、
z=2(cosθ+isinθ) と書けて、
1/z=(1/2)(cosθ-isinθ) だから、
w=(5/2)cosθ+(3/2)isinθ となって、
xy座標で考えると、w は ((5/2)cosθ, (3/2)sinθ) の点の集合。
これは、x=(5/2)cosθ, y=(3/2)sinθ と書いてやれば、よく
見る楕円の媒介変数表示ですよね。
楕円の面積は (5/2)(3/2)π=(15/4)π となるでしょう。