2次曲線を原点のまわりに回転した方程式(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 2次曲線を原点のまわりに回転した方程式(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
双曲線 $x^2-y^2=4$ を,原点を中心として $\dfrac{\pi}{4}$ だけ回転して得られる曲線の方程式を求めよ.
回転後の曲線上の点を $\mathrm{P}(X,\,Y)$ とし,回転前の点を $\mathrm{Q}(x,\,y)$ とする.複素数平面で考えると,$X+Yi$ は $x+yi$ を $\dfrac{\pi}{4}$ 回転したものであるから
\[ x+yi=(X+Yi)\left\{\cos\left(-\frac{\pi}{4}\right)+i\sin\left(-\frac{\pi}{4}\right)\right\}=\frac{(X+Y)+(Y-X)i}{\sqrt{2}} \]
よって $x=\dfrac{X+Y}{\sqrt{2}}$,$y=\dfrac{-X+Y}{\sqrt{2}}$.$x^2-y^2=4$ に代入すると
\[ \frac{(X+Y)^2-(Y-X)^2}{2}=4 \quad\text{すなわち}\quad 2XY=4 \]
よって求める曲線は $xy=2$($y=\dfrac{2}{x}$)
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