z の累乗を頂点とする三角形の形から z を求める(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: z の累乗を頂点とする三角形の形から z を求める(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
複素数 $z$ について,3 点 $\mathrm{A}(z)$,$\mathrm{B}(z^2)$,$\mathrm{C}(z^3)$ が,$\angle\mathrm{ABC}=\dfrac{\pi}{2}$ の直角二等辺三角形の頂点となるような $z$ をすべて求めよ.
3 点が異なるためには $z\neq 0,\ \pm 1$ が必要である.
条件は,$\mathrm{BC}$ が $\mathrm{BA}$ を $\pm\dfrac{\pi}{2}$ 回転したものであること,すなわち
\[ \frac{z^3-z^2}{z-z^2}=\pm i \]
左辺は $\dfrac{z^2(z-1)}{-z(z-1)}=-z$ であるから $-z=\pm i$,よって $z=\pm i$
これは $z\neq 0,\ \pm 1$ を満たす.
($z=i$ のとき 3 点は $i$,$-1$,$-i$ で,$\mathrm{BA}=\mathrm{BC}=\sqrt{2}$,$\angle\mathrm{ABC}=\dfrac{\pi}{2}$ となっている.)
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