苦手な人が多い複素数平面.
図形と代数の組合せという意味ではベクトルと近いですが,計算の意味をイメージするところがベクトルよりも難しいです.
ベクトルも難しいのに,それよりも難しいなんて・・・という印象なのではないかと思います.
一番の特徴は,「極形式」と「積・商」だろうと思います.
また,偏角が「一般角」であることも要注意.
ベクトルのなす角は,「向きがない」「0~π」ですが,偏角は「向きがある」「すべての実数」です.
また,共役複素数の図形的な意味も,けっこう大事です.
※本文では,zの共役複素数を「z共役」と表すことにします.
さて,本問は,まず,実数であることを示すことになっています.
zが実数であるというのを,4つの観点のそれぞれで言いかえてみると・・・
① 虚部=0
② z共役=z
③ 偏角=πの整数倍
④ 3点が同一直線上にある
また,単位円上にあるというのも,4つの観点でとらえられます.
① x^2+y^2=1
② |z|=1 つまり, z×z共役=1 ∴ z共役=1 / z
③ r=1
④ 円周上にある(そのまま・・・)
私は②が良いのではないかと考えました.
考えたいもの(Xとおく)の分母にαβγδがあるからです.
解説を見るとすんなりいっているようですが,案外,難しいのではないかと思っています.
この続きとして面白い性質があるので,それはまた機会を改めて.