複素数の同値関係について:式の変形と確認

高校数学

この問題では、複素数zとwに関する同値関係を確認します。与えられた式が成り立つかどうかを理解するために、式の変形過程を詳しく解説します。式の変形方法や、複素数の取り扱いについての基本的な考え方を学びましょう。

与えられた式の確認

最初に与えられた式は次の通りです。

(2w – 1)z = (w – 2)i

この式が成り立つとき、zは次のように求められると言われています。

z = (w – 2)i / (2w – 1)

ここでは、この式の変形が正しいかを確認することが求められています。変形過程を見ていきましょう。

式の変形方法

まず、与えられた式 (2w – 1)z = (w – 2)i をzについて解くためには、両辺を (2w – 1) で割ります。これにより、zを左辺に孤立させることができます。

z = (w – 2)i / (2w – 1)

この変形は、式の両辺に同じ数である (2w – 1) を使って割ることにより、問題なく行うことができます。これにより、zの値を求める式が得られます。

複素数の計算の基本

この問題では、複素数の計算に関する基本的なルールを理解することが重要です。複素数の乗法や除法において、実数と虚数の部分をしっかりと区別することが求められます。

この式の場合、左辺では (2w – 1) がzに掛かっており、右辺では虚数単位iが掛かっています。複素数を扱うときは、これらの掛け算を正しく処理することが大切です。特に、虚数単位iを含む式を解く際には、その性質を理解することが重要です。

同値関係の成り立ち

最初の式 (2w – 1)z = (w – 2)i と変形後の式 z = (w – 2)i / (2w – 1) が同値であることは確認できました。式の変形は数学的に正当であり、適切な操作が行われています。

したがって、この同値関係は成り立ちます。数学において式を変形する際には、両辺の等式が常に成り立つように操作を行うことが大切です。

まとめ

この問題を通じて、複素数の計算と式の変形についての基本的な理解が深まりました。与えられた式 (2w – 1)z = (w – 2)i は正しく変形され、zについて求めた式 z = (w – 2)i / (2w – 1) も成り立つことが確認できました。

数学における式の変形や複素数の取り扱いは、問題を解くための基本的なスキルとなります。今後、複素数や方程式を扱う際には、このような基本的な手法を活用していきましょう。

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