複素数平面で単位円上の点から作る3乗の軌跡と、偏角・実軸との共有点

分野: 複素数平面

複素数平面上の原点を中心とする半径 11 の円を CC とする。複素数 α\alpha と CC 上の点 P(z)\mathrm{P}(z) に対し,w=(z−α)3w = (z - \alpha)^3 とおく。P\mathrm{P} が CC 上を動くときの点 Q(w)\mathrm{Q}(w) の軌跡を DD とする。

(1) α=−3\alpha = -3 とし,ww の偏角を θ\theta とおく。P\mathrm{P} が CC 上を動くとき,sin⁡θ\sin\theta がとりうる値の範囲を求めよ。

(2) α\alpha が次の条件を満たすように動く。

条件:DD は実軸の正の部分および負の部分の両方と共有点を持つ。

複素数平面上の点 R(α)\mathrm{R}(\alpha) が動きうる範囲の面積を求めよ。

出典

出典(引用): 令和8(2026)年度第2次学力試験 前期日程試験 数学(理科) 第5問(東京大学の第2次試験問題からの引用)(表記を Web 用に改変)

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