高校数学/複素数/虚数解を持つ高次式の計算(ド・モアブルの定理)
自分が学生の頃は複素数は高校数学の単元に入っていなくて大学で習ったのですが(今も受験テクニックとして使うのみなのかな?)、ド・モアブルなんて習ったかなぁ?😓忘れてるだけかもだけど。
というわけで分からない部分はネットで調べたりしてます。YouTubeも参考にさせて貰っているのですが、鈴木貫太郎先生のチャンネルの最近の動画で虚数解を持つ高次式の計算を扱っていました。ド・モアブルもこちらのチャンネルで理解したので、見た瞬間、解けそう!と思いました。大抵は途中の計算ではまるのですが。😓こちらのチャンネル、受験数学が主でレベルは高めですが(コメント欄も別解を解いたりしている猛者揃い)、さくさく解説されていて見易いので興味のある問題があったら見させて頂いています。
ド・モアブルが何かは後述するとして、以前見たx³=1 の解を求めるみたいな問題(どの動画だったか覚えていないのですが)では図を描くだけですぐに解を導いていました。
一応、自分が理解した範囲で解説すると、以下のように3つの解は原点を中心とする正三角形の頂点となっています。
一応、ド・モアブルの定理が全ての整数nにおいて成立することも確認。(理解している人は読み飛ばして下さい。)
藤田医科大の入試問題
ここから動画にあった問題の一つ。特殊な角度を持つ解の計算方法について。
ド・モアブルの式に代入していけば計算出来ますが、ここでは視覚イメージ重視で計算してみます。(その方が自分が理解しやすいので)
動画の解法は、そちらをご視聴下さい。
久留米大の入試問題
こちらも動画にあります。鈴木先生はさらに裏技使ってました。
ド・モアブル、実はやっていることは単純なのだけど、ちゃんと整理しながら進まないと計算間違いしやすい。(自分だけか?)
そしてやっぱり複素数より行列が先だと思うのだけど…