|z−α|=k|z−β| が表す円(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: |z−α|=k|z−β| が表す円(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
方程式 $|z-3i|=2|z|$ を満たす点 $z$ 全体はどのような図形か.
両辺を 2 乗して $|z-3i|^2=4|z|^2$.
\[ (z-3i)(\overline{z}+3i)=4z\overline{z} \]
展開して $z\overline{z}+3iz-3i\overline{z}+9=4z\overline{z}$,整理すると
\[ z\overline{z}-iz+i\overline{z}-3=0 \]
$(z+i)(\overline{z}-i)=z\overline{z}-iz+i\overline{z}+1$ であるから
\[ (z+i)(\overline{z}-i)=4 \quad\text{すなわち}\quad |z+i|^2=4 \]
よって $|z+i|=2$.点 $-i$ を中心とする半径 $2$ の円である.
(点 $z$ から 2 点 $0$,$3i$ までの距離の比が $1:2$ であるから,これはアポロニウスの円であり,2 点 $0$,$3i$ を結ぶ線分を $1:2$ に内分する点 $i$ と外分する点 $-3i$ を直径の両端とする円になっている.)
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