w=1/z による円・直線の移り先(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: w=1/z による円・直線の移り先(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
点 $z$ が直線 $\mathrm{Re}\,z=1$(実部が $1$ の点全体)上を動くとき,$w=\dfrac{1}{z}$ で表される点 $w$ はどのような図形を描くか.
$z\neq 0$ であり,$w\neq 0$,$z=\dfrac{1}{w}$ である.$\mathrm{Re}\,z=1$ は $\dfrac{z+\overline{z}}{2}=1$ と表せるから
\[ \frac{1}{w}+\frac{1}{\overline{w}}=2 \quad\text{より}\quad \overline{w}+w=2w\overline{w} \]
よって $w\overline{w}-\dfrac{1}{2}w-\dfrac{1}{2}\overline{w}=0$,すなわち
\[ \left(w-\frac{1}{2}\right)\left(\overline{w}-\frac{1}{2}\right)=\frac{1}{4} \quad\text{より}\quad \left|w-\frac{1}{2}\right|=\frac{1}{2} \]
したがって点 $w$ は点 $\dfrac{1}{2}$ を中心とする半径 $\dfrac{1}{2}$ の円から,原点を除いた図形を描く.
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