w=(z+a)/(z−1) による図形の移り先(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: w=(z+a)/(z−1) による図形の移り先(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$w=\dfrac{z+2}{z-1}$($z\neq 1$)とする.
\begin{enumerate}
\item[(1)] 点 $z$ が円 $|z|=2$ 上を動くとき,点 $w$ が描く図形を求めよ.
\item[(2)] 点 $z$ が円 $|z|=1$ 上($z\neq 1$)を動くとき,点 $w$ が描く図形を求めよ.
\end{enumerate}
$w(z-1)=z+2$ より $(w-1)z=w+2$.$w=1$ とすると $0=3$ となり不適であるから,$w\neq 1$ で $z=\dfrac{w+2}{w-1}$ である.
(1) $|z|=2$ より $|w+2|=2|w-1|$.$w=u+vi$($u$,$v$ は実数)とすると
\[ (u+2)^2+v^2=4\{(u-1)^2+v^2\} \]
整理して $3u^2-12u+3v^2=0$,すなわち $(u-2)^2+v^2=4$
よって点 $w$ は点 $2$ を中心とする半径 $2$ の円を描く(点 $1$ はこの円上にないので除く点はない).
(2) $|z|=1$ より $|w+2|=|w-1|$.2 点 $-2$,$1$ を結ぶ線分の垂直二等分線であるから,点 $w$ は直線 $\mathrm{Re}\,w=-\dfrac{1}{2}$ を描く(点 $1$ はこの直線上にないので除く点はない).
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