原点まわりの回転と拡大(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 原点まわりの回転と拡大(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
点 $\mathrm{A}(3+i)$ について,次の問いに答えよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] 原点 $\mathrm{O}$ を中心として $\mathrm{A}$ を $\dfrac{\pi}{2}$ だけ回転した点 $\mathrm{B}$ を表す複素数を求めよ.
\item[(2)] $\triangle\mathrm{OAC}$ が正三角形となるような点 $\mathrm{C}$ を表す複素数をすべて求めよ.
\end{enumerate}
0 でない複素数 $z$ に $\cos\theta+i\sin\theta$ を掛けることは,点 $z$ を原点を中心に $\theta$ だけ回転することである.
(1) $\cos\dfrac{\pi}{2}+i\sin\dfrac{\pi}{2}=i$ であるから,点 $\mathrm{B}$ を表す複素数は $(3+i)\cdot i=-1+3i$
(2) $\triangle\mathrm{OAC}$ が正三角形となるのは,$\mathrm{OC}=\mathrm{OA}$ かつ $\angle\mathrm{AOC}=\dfrac{\pi}{3}$ のときであるから,点 $\mathrm{C}$ は,$\mathrm{A}$ を原点を中心として $\dfrac{\pi}{3}$ または $-\dfrac{\pi}{3}$ だけ回転した点である.
\[ (3+i)\left(\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{3}}{2}i\right)=\frac{3-\sqrt{3}}{2}+\frac{1+3\sqrt{3}}{2}i \]
\[ (3+i)\left(\frac{1}{2}-\frac{\sqrt{3}}{2}i\right)=\frac{3+\sqrt{3}}{2}+\frac{1-3\sqrt{3}}{2}i \]
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