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■45117 / inTopicNo.1)  |z+1/z|<2
  
□投稿者/ 近藤 一般人(5回)-(2013/05/20(Mon) 19:39:46)
    |z+1/z|<2をみたす複素数zの存在する範囲を複素数平面上に図示せよ

    お願いします。
    とてもじゃないですけど、計算できませんでした。

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■45119 / inTopicNo.2)  Re[1]: |z+1/z|<2
□投稿者/ WIZ 一般人(28回)-(2013/05/20(Mon) 20:45:38)
    |z+1/z| < 2
    ⇒ |z^2+1| < 2|z|

    z = x+iy ≠ 0とすると、

    |z^2+1|^2 = |(x^2-y^2+1)+i(2xy)|^2 = (x^2-y^2+1)^2+(2xy)^2
    = (x^2-y^2)^2+2(x^2-y^2)+1+(2xy)^2
    = (x^2+y^2)^2+2(x^2-y^2)+1

    {2|z|}^2 = 4(x^2+y^2)

    よって、|z^2+1|^2-{2|z|}^2 < 0より、

    (x^2+y^2)^2+2(x^2-y^2)+1-4(x^2+y^2) < 0
    ⇒ x^4+2(x^2)(y^2)+y^4-2x^2-6y^2+1 = (x^2+y^2-2y-1)(x^2+y^2+2y-1) < 0

    xy座標(?)で中心(0, 1)で半径√2の円内部と、中心(0, -1)で半径√2の円内部のうち、
    両方の円の共通部分を除く領域となるようです。
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■45120 / inTopicNo.3)  Re[2]: |z+1/z|<2
□投稿者/ 近藤 一般人(6回)-(2013/05/20(Mon) 21:15:58)
    2013/05/20(Mon) 21:16:27 編集(投稿者)

    素晴らしい解説ありがとうございます。
    そうか、|z^2+1|^2-{2|z|}^2 < 0 こう変形すれば因数分解できるなんてことは分りきってるわけですね。
    本当にありがとうございました。
解決済み!
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■45125 / inTopicNo.4)  Re[3]: |z+1/z|<2
□投稿者/ 豆 一般人(2回)-(2013/05/21(Tue) 15:32:44)
    蛇足ながら、
    z^2+1=(z+i)(z-i) であること、
    中線定理などより
    |z+i|^2+|z-i|^2=2(|z|^2+1)
    を使えば、
    |z^2+1|^2-{2|z|}^2 =(|z+i|^2-2)(|z-i|^2-2)<0
    から、同様の結論が導けます。

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■45129 / inTopicNo.5)  Re[4]: |z+1/z|<2
□投稿者/ 近藤 一般人(7回)-(2013/05/21(Tue) 22:57:16)
    なるほど…
    すごいです。
解決済み!
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