共通テスト(数学) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問116 (数学Ⅱ・数学B(第7問) 問(2)(iii)(サ))

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問題

共通テスト(数学)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問116(数学Ⅱ・数学B(第7問) 問(2)(iii)(サ)) (訂正依頼・報告はこちら)

zを0でない複素数とし、w=z+(1/z)とする。また、rを正の実数とし、複素数平面上で、原点Oを中心とする半径rの円をCとする。

(1)z=√3+iのとき、|z|=( ア )であり

w=({ イ }√{ ウ }/{ エ })+({ オ }/{ カ })i

である。

(2)zがC上を動くとき、wが複素数平面上で描く図形を考える。
実数θをzの偏角とし、極形式を用いてz=r(cosθ+isinθ)と表す。

(i)w=z+(1/z)をr,θを用いて表すと

w=( キ )+i( ク )・・・・・①

である。したがって、θの値によらず( ク )=0となるようなr値は( ケ )である。

(ii)r=( ケ )とする。zがC上を動くとき、wが描く図形は( コ )である。

(iii)r≠( ケ )とする。x,yを実数としてw=x+yiとおくと、①から

x=( キ ),y=( ク )・・・・・②

が成り立つ。②の二つの式からθを消去すると、x,yは( サ )を満たし、

zがC上を動くとき、w=x+yiは( サ )の表す図形を描く。

( サ )にあてはまるものを選べ。
  • (x2/r2)+(y2/r2)=1
  • (x2/r2)−(y2/r2)=1
  • (x2/(r+1/r)2)+(y2/(r−1/r)2)=1
  • (x2/(r+1/r)2)−(y2/(r−1/r)2)=1
  • (x2/(r−1/r)2)+(y2/(r+1/r)2)=1
  • (x2/(r−1/r)2)−(y2/(r−1/r)2)=1

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この過去問の解説 (1件)

01

(ⅰ)のキ・クより、z=r(cos⁡θ+isin⁡θ)(但し、r>0)であるとき、w=z+1zは、

  w=(r+1r)cos⁡θ+i(r-1r)sin⁡θ   ①

となることが分かっています。

ケより、θに関係なく、(r-1r)sin⁡θが0になるのは、r-1r=0であるときで、

具体的にはr=1であることが分かっています。

 

①において、w=x+yiとすると、実部と虚部を比較すれば、
  x=(r+1r)cos⁡θ  y=(r-1r)sin⁡θ
となります。
r>0,r≠1のとき、
  r+1r>0  r-1r≠0
なので、

  cos⁡θ=xr+(1/r)  sin⁡θ=yr-(1/r)
となります。
sin2θ+cos2θ=1に代入すると、θが消去され、

rだけの式になります。

実際に、
  (yr-(1/r))2+(xr+(1/r))2=1
  x2(r+(1/r))2+y2(r-(1/r))2=1
となります。 

 

※

ここでは問われていませんが、wの描く図形は楕円です。

選択肢3. (x2/(r+1/r)2)+(y2/(r−1/r)2)=1

x2(r+(1/r))2+y2(r-(1/r))2=1が正解です。

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