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高校 2
数学

数II 04. 複素数と方程式(1)複素数,解の判別⭐

まなぶてらす じょん先生
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公開クイズ

問題 1

選択式

2乗すると -1 になる新しい数を 1つ考え,これを文字 i で表す。この i を何と言うか。 また,i と 2つの実数 a, b を用いて a+bi の形に表される数を何と言うか。 i² はいくらか。

  • i:虚数単位,a+bi:複素数,i²=-1
  • i:複素数,a+bi:虚数単位, i²=1

問題 2

選択式

複素数 a+bi では,a, b を何と言うか。

  • a:実部,b:虚部
  • a:虚部,b:実部

問題 3

選択式

a+bi の形で表される数,複素数で (1)b=0 の時の複素数 a+0i は何を表すか。 (2)b≠0 の時の複素数 a+bi を何と言うか。 (3)b≠0 で a=0 である時の虚数 0+bi を何と言うか。

  • (1)実数 a,(2)虚数,(3)虚数単位
  • (1)実数 a,(2)複素数,(3)純虚数
  • (1)実数 a,(2)虚数,(3)純虚数

問題 4

選択式

次の複素数の実部と虚部を言え。 (1+√2i)/3

  • 実部:1,虚部:√2
  • 実部:1/3,虚部:√2/3
  • 実部:1/3,虚部:√2i/3

問題 5

短答式

次の式を計算せよ。 (1+2i)(4+i)

  • 2+9i

  • 9i+2

ヒント

(1+2i)(4+i) =4+i+8i+2i² =4+9i+2×(-1) =2+9i

問題 6

短答式

次の式を計算せよ。 (1+2i)(1-2i) 重要: この式の結果が表すことは大事!

  • 5

ヒント

(1+2i)(1-2i) =1²-(2i)² =1-4i² =1-4×(-1) =5 この答えには虚数がない!

問題 7

選択式

次の複素数と共役(きょうやく)な複素数を言え。 (1)2+3i (2)√2i

  • (1)-2-3i,(2)-√2i
  • (1)2-3i,(2)-√2i
  • (1)2-3i,(2)√2

問題 8

短答式

次の式を計算せよ。 (2+9i)/(1+2i)

  • 4+i

  • i+4

ヒント

(2+9i)/(1+2i) →分母と共役な複素数を,分母と分子に掛ける!そうすると分母から i がなくなる =(2+9i)(1-2i) / (1+2i)(1-2i) =(2+5i-18i²) / (1-4i²) =(20+5i) / (1+4) =4+i

問題 9

OX

a>0 の時 a の平方根とは,2乗して a になる数のことである 2乗して +9 になる数は,3と-3 の2つあるから,+9の平方根は 2つある しかし,2乗して -9 になる数はないから,負の数の平方根はない というのは中学生までの数学! 3i を2乗すると -9 -3i を 2乗しても -9 だから,3i も -3i も -9 の平方根である そこで,√(-a) を √a i と定める

問題 10

OX

a>0 の時 √(-a) = √a i 特に √(-1) = i と定めると -a の平方根は √(-a) と -√(-a) つまり ±√(-a) すなわち ±√a i

問題 11

選択式

次の式のうち正しいのはどれか。(答えは一つとは限らない)

  • A. √(-8) = √8 i = 2√2 i
  • B. -4 の平方根は実数の範囲では存在しない
  • C. -4 の平方根は複素数の範囲では ±√(-4) = ±√4 i = ±2i
  • D. -7の平方根は -√7 i
ヒント

D. だけが間違い,正解は ±√7 i

問題 12

短答式

次の式を計算せよ。 √(-2) √(-3)

  • -√6

ヒント

√(-2) √(-3) =√2 i × √3 i =√6 i² =√6 × (-1) =-√6

問題 13

OX

次の式を計算せよ。 √2 / √(-3) = -√6 i / 3 または -√6/3 i

ヒント

√2 / √(-3) =√2 / (√3 i) =√2 √3 i / (√3 i)² =√6 i / 3i² =√6 i / (-3) =-√6 i / 3 または -√6/3 i

問題 14

短答式

次の 2次方程式を解け。 x²=-12

  • x=±2√3 i

  • ±2√3 i

  • 2√3 i または -2√3 i

  • 2√3 i, -2√3 i

ヒント

x²=-12 x=±√(-12) x=±√12 i x=±2√3 i

問題 15

OX

【解の公式】 a, b, c は実数とし,方程式の解を複素数の範囲で考えて 2次方程式 ax²+bx+c=0 の解の公式は x = {-b ±√(b²-4ac)} / 2a x の係数が偶数の時は必ず 2 で約分ができるから, 最初から x の係数を 2 で割ってその答えを B として考えて 2次方程式 ax²+2Bx+c=0 の解の公式は x = {-B ±√(B²-ac)} / a

ヒント

2次方程式 ax²+2Bx+c=0 の解の公式は x = {-B ±√(B²-ac)} / a で気を付けるのは次の 2つだけだね ● 代入する B は,x の係数そのままではなく,2 で割った商であること ● 元の解の公式の 2 や 4 がない式であること この式のメリットは 特に x² の係数が 1 の時は,a ブンノ で 1 になるから,分数を書く必要がなく瞬時に答えが求まること!

問題 16

選択式

【2次方程式の解の種類の判別】 2次方程式 ax²+bx+c=0 の解と その判別式 D=b²-4ac について成り立つものはどれか。(答えは一つとは限らない)

  • A. D>0 ⇔ 異なる 2つの実数解をもつ
  • B. D=0 ⇔ 重解をもつ
  • C. D<0 ⇔ 異なる 2つの虚数解をもつ
  • D. D≧0 ⇔ 実数解をもつ
ヒント

全部正解! ルートの中身の正負によって,解の種類が決まるからだね 特に D. は注意! 重解も実数解だから 「実数解をもつ」と言われたら,D>0 ではなく D≧0 !

問題 17

選択式

【2次方程式の解の種類の判別】 2次方程式 ax²+2Bx+c=0 の解と その判別式 D/4=B²-ac について成り立つものはどれか。(答えは一つとは限らない)

  • D/4>0 ⇔ 異なる 2つの実数解をもつ
  • D/4=0 ⇔ 重解をもつ
  • D/4<0 ⇔ 異なる 2つの虚数解をもつ
  • D/4≧0 ⇔ 実数解をもつ

問題 18

選択式

次の 2次方程式の解の種類を判別せよ。 x²+√2x+1=0

  • 異なる 2つの実数解をもつ
  • 重解をもつ
  • 異なる 2つの虚数解をもつ
ヒント

D=(√2)²-4×1×1 <0 Dの値まで求める必要はない! あくまでも 正か負か0かが分かればいい!

問題 19

選択式

次の 2次方程式の解の種類を判別せよ。 2x²+2√6x+3=0

  • 異なる 2つの実数解をもつ
  • 重解をもつ
  • 異なる 2つの虚数解をもつ
ヒント

D/4=(√6)²-2×3 =0

問題 20

OX

次の 2次方程式の解の種類を判別せよ。 x²+mx+4=0 判別式を D とすると D=m²-4×1×4=m²-16=(m+4)(m-4) よって D>0 すなわち m<-4, 4<m の時,異なる 2つの実数解 D=0 すなわち m=±4 の時,重解 D<0 すなわち -4<m<4 の時,異なる 2つの虚数解

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