複素数で表す分点・重心(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 複素数で表す分点・重心(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
3 点 $\mathrm{A}(2+3i)$,$\mathrm{B}(-1)$,$\mathrm{C}(5-i)$ について,次の問いに答えよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] 四角形 $\mathrm{ABCD}$ が平行四辺形となるような点 $\mathrm{D}$ を表す複素数を求めよ.
\item[(2)] $\triangle\mathrm{ABC}$ の重心 $\mathrm{G}$ と,$\triangle\mathrm{ACD}$ の重心 $\mathrm{G'}$ を表す複素数を求めよ.
\item[(3)] 線分 $\mathrm{GG'}$ の中点は,平行四辺形の対角線の交点に一致することを確かめよ.
\end{enumerate}
$\alpha=2+3i$,$\beta=-1$,$\gamma=5-i$ とし,点 $\mathrm{D}$ を表す複素数を $\delta$ とする.
(1) 四角形 $\mathrm{ABCD}$ が平行四辺形となるのは $\overrightarrow{\mathrm{AD}}=\overrightarrow{\mathrm{BC}}$ のときであるから $\delta-\alpha=\gamma-\beta$.よって
\[ \delta=\alpha+\gamma-\beta=(2+3i)+(5-i)-(-1)=8+2i \]
(2) $\mathrm{G}=\dfrac{(2+3i)+(-1)+(5-i)}{3}=\dfrac{6+2i}{3}=2+\dfrac{2}{3}i$
$\mathrm{G'}=\dfrac{(2+3i)+(5-i)+(8+2i)}{3}=\dfrac{15+4i}{3}=5+\dfrac{4}{3}i$
(3) $\mathrm{GG'}$ の中点は $\dfrac{1}{2}\left(7+2i\right)=\dfrac{7}{2}+i$.平行四辺形の対角線は互いに他を 2 等分するから,対角線の交点は対角線 $\mathrm{AC}$ の中点であり,それを表す複素数は $\dfrac{(2+3i)+(5-i)}{2}=\dfrac{7}{2}+i$ である.
よって,線分 $\mathrm{GG'}$ の中点は,平行四辺形の対角線の交点に一致する.
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