解決済み

| z - 1 | = 2 | z - i |

この問題中心と半径の出し方をお願いします。

補足

すみません。上記の方程式から導き出される、円の半径と中心の求め方を教えていただきたいです。言葉足らずでした。

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アポロニウスの円を用いた解法

幾何的な意味を考えればzは点1からの距離と点iiからの距離の比が2:1の点。

点1と点iiを2:1に内分する点は z=1+2i3z = \frac{1+2i}{3} 、外分する点は z=1+2iz = -1+2i、よってこの2点を直径の両端とするアポロニウスの円がzの軌跡。

すなわち円の中心はz=1+2i3+(1+2i)2=1+4i3z= \frac{\frac{1+2i}{3}+(-1+2i)}{2} = \frac{-1+4i}{3}

円の半径は (1(13))2+(243)2=223\sqrt{(-1-(-\frac{1}{3}))^2+(2-\frac{4}{3})^2} = \frac{2\sqrt{2}}{3}


方程式から計算して求める方法

複素数の問題は二乗して絶対値や共役の性質を使えるようにすれば解けることが多い(今回の問題なら教科書や青チャートに類似問題があるはずなのでそれを参考にする)。

両辺を2乗して z12=4zi2|z-1|^2=4|z-i|^2

(z1)(z1)=4(zi)(zi)(z-1)(\overline{z-1})=4(z-i)(\overline{z-i})

z2zz+1=4{z2zi+zi+1}|z|^2-z-\overline{z}+1=4\{|z|^2-\overline{z}i+zi+1\}

z21+4i3z14i3z+1=0|z|^2-\frac{-1+4i}{3}\overline{z}-\frac{-1-4i}{3}z+1=0

(z1+4i3)(z1+4i3)=(223)2(z-\frac{-1+4i}{3})(\overline{z-\frac{-1+4i}{3}})=(\frac{2\sqrt{2}}{3})^2

z1+4i3=223|z-\frac{-1+4i}{3}|=\frac{2\sqrt{2}}{3}

すなわち円の中心はz=1+4i3z= \frac{-1+4i}{3}

円の半径は 223\frac{2\sqrt{2}}{3}

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