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解説が分かりません 教えてください。 東大入試過去問 複素数平面 写像の知識がなく解説が全く理解できません それを踏まえ、詳しく教えてください

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補足

写像の反転の知識は全くなく理解できません

回答(2件)

その解説を理解するすると言うより,反転についての理解をまずは深めてはいかがでしょうか。 点Aが,単位円に関する反転をして,点A'に移った と言うのは, ・ A'が半直線OA上にある ・ OA×OA'=1 これを満たすことです。 半径kの円に関する反転であれば,=k² にすれば良いです。 理解を深めるために,まずは数Ⅱ範囲で反転をやってみましょう。 1 円(x-1)²+y²=1 を単位円に関して反転させてみてください。 あなたなら,計算は出来るはずです。 円上の点P(x₁,y₁) と同じ半直線上,y=(y₁/x₁)x 上で,OP'=1/OP となる点P'(X,Y)を求めましょう。 そして,それが,直線x=1/2上にあることを確認してみてください。 2 直線y=x+1 を同様な計算で反転させてみて,反転後の点が円 (x+1/2)²+(y-1/2)²=1/2上にあることを確かめてみてください。 これらを,複素数でもやってみましょう。反転を表す変換は,w=1/z⁻ です。 1であれば,円|z-1|=1 ,2であれば,直線|z|=|z+1-i| で計算すれば良いです。 反転はその定義から,「近い点は遠い所へ,遠い点は近い所へ」変換されます。 1のように,元が円であれば,中心である原点から一番遠い点,すなわち原点を通る直径の反対側の点が一番近くなります。 円は原点を通っていますので,一番近い点は距離0,反転すると無限に遠いところに行きます。 2のように,元が直線であれば,原点から一番近い点は,原点から引いた垂線の足。これが変換後に一番遠くなるわけですから,直径の反対側になります。 以上で,①に関する答えは出るでしょう。 w=1/z の変換では反転にはなりません。 z=r(cosθ+isinθ)とおくと,w=1/z=(1/r)(cos(-θ)+isin(-θ)) となって,偏角が変わるからです。 ②の部分はあくまで「反転」としての解説であって,「w=1/z」としての解説ではないことを注意してください。 「以下の図で緑色の円」の後に,実軸に関して対称移動することが書かれていませんか。 そのことに注意して,②を読めば,意味が理解できると思います。

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先生、こんにちは 本当に親身になって、大事なことを詳しく教わって、感謝いたしております しかしながら、私は あまりに理解できず 半日以上の時間をかけながら 以下のような考え方しかできませんでした あまりにも申し訳ありません 言語道断の私の答案ですが アドバイスいただければ幸いです。 以下答案 画像拡大リンク先 https://imgur.com/a/d5hEhbP

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解説自体に少し問題があるように思います まずは反転の定義から z を中心O、半径 r の円に対して反転させた点を z' として、 |z| |z'| = r^2 また、z' は直線 oz 上にあります。 つぎに、解答で言われた通りに、z を単位円で反転させてみます。 このとき、z' は直線 oz 上にあるので、 z' = kz (kは実数) と表せます。 よって、 |z| |kz| = 1^2 = 1 z の共役複素数を 共(z) と表します。 k = 1/(|z|^2) = 1/(z*共(z)) z' = kz = 1/共(z) また、 z = 1/共(z') ... # ここで、# より、 w = 1/z = 共(z') となります。 z を単位円で反転させたのは、このようなきれいな関係があるからです。 ここからは問題の一般的な解法を示します。 a と o をむすんだ直線の垂直二等分線は、a からの距離と o からの距離が等しい点の集合です。 よって、 |z| = |z - a| # より、 |1/共(z')| = |(1/共(z')) - a| |1| = |1 - a*共(z')| |共(z') - (1/a)| = |1/a| |z' - (1/共(a))| = |1/共(a)| = |1/a| ...## よって z' の描く図形は、中心 (1/共(a)) , 半径 |1/a| の円となります。また、この図形はoを通ります。 あとはw = 共(z') に入れれば終わりです。 これでやっと本題です。 まず、写真の解答では、Lを反転させた図形がoを通る円となることを知識として使っています。この知識があれば、z = a/2 を反転させた点とoを結んだ直線が直径となることは明らかです。なぜなら、a/2 が o から最短の点であり、定義から単位円での反転はoから最長の点になり、oが円周上の点であることから、それは直径の向こうの点となるからです。しかし、この結論は結局##の式から導かれるもので、循環論法とまではいかなくとも、まどっろこしい議論をしているように感じます。