複素数のn乗3
当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんからの出題です。
(平成25年8月24日付け)
複素数zは、z3=−5+i (i は虚数単位)、0<arg z<π/2を満たす。
zの実部をwとするとき、4w3−9wの値を求めよ。
(答) S(H)さんが考察されました。(平成25年8月25日付け)
4・13−9・1 かな?
(コメント) 手計算で計算してみた。
z3=−5+i なので、
3=−5−
i より、 (z
)3=27 よって、z
=3
このとき、 w=(z+)/2 より、 2w=z+
の両辺を3乗して、
8w3=z3+3z(z+
)+
3=−10+18w となる。 よって、 4w3−9w=−5
よおすけさんからのコメントです。(平成25年8月25日付け)
z3=−5+i を満たすzは、1+
i 、(1+
i)ω 、(1+
i)ω2 となります。
(※ただし、ωは1の虚数3乗根)
このうち、0<arg z<π/2 を満たすのは、z=1+i のみで、実部がwだから、w=1
よって、4w3−9w=−5 となります。
なお、その解法は、ここの z3=−5+i や z3=−22+7
i など一部の複素数
以外では、zを求めるのは困難です。4w3−9wの値を求めるだけでしたら、極形式や上記
(コメント)欄の解法がよいと思います。
(コメント) 問題を見て、直接解こうという発想は浮かびませんでした!受験テクに溺れてい
るんですかね?