複素数のn乗3                              戻る

 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、 (z3=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+7i 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?