大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問108 (数学Ⅱ・数学B(第7問) 問3)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問108(数学Ⅱ・数学B(第7問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

α、β、γを異なる複素数とし、複素数平面上に3点A(α)、B(β)、C(γ)をとる。直線ABと直線ACの関係について考えよう。
以下、複素数の偏角は0以上2π未満とする。

(1)α=3+2i、β=7,γ=7+10iの場合を考える。(γ−α)/(β−α)の偏角を求めよう。

γ−α=( ア )+( イ )i
β−α=( ウ )−( エ )i

であるから

(γ−α)/(β−α)=( オ )

であり、( オ )の偏角は( カ )である。

( カ )にあてはまるものを1つ選べ。
  • 0
  • π/6
  • π/4
  • π/3
  • π/2
  • (3/4)π
  • π
  • (5/4)π
  • (3/2)π
  • (7/4)π

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この過去問の解説 (1件)

01

空欄(ア)〜(エ)

α=3+2i
β=7
γ=7+10i
を、γ-α、β-αへそれぞれ代入します。
γ-α=(7+10i)-(3+2i)=4+8i
β-α=7-(3+2i)=4-2i


空欄(オ)

γ-α、β-αの値を使って、(γ-α)/(β-α)を求めます。

(γ-α)/(β-α)=(4+8i)/(4-2i)
=2(1+2i)/(2-i)
=(2(1+2i)(2+i))/((2-i)(2+i))
=(2(2+i+4i-2))/(4+1)
=(2✕5i)/5
=2i

 

2iの偏角は、実部が0で虚部がプラスなので、π/2になります。
丁寧に解説しますと、偏角θは、z=x+yi、|z|=rとすると、
z=x+yi=2i → x=0, y=2
r=|z|=√(x2+y2)=2

cosθ=x/r=0
sinθ=y/r=1
以上から0≦θ<2πより、θ=π/2
となります。


 

まとめ

複素数平面を思い浮かべ、値が実部のみ、または、虚部のみのときは、その符号から偏角がすぐに判断できると良いです。
0 → 実部のみ(符号は正)
π/2 → 虚部のみ(符号は正)
π → 実部のみ(符号は負)
3π/2 → 虚部のみ(符号は負)

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