2) Формулой (4а) для точек M, N, P:
(из условия задачи);3) Формулой (11),- коллинеарности точек M, N, P:
Теперь простой проверкой убеждаемся в том, что из 1)
2) 3).ПРЯМАЯ И ОКРУЖНОСТЬ НА ПЛОСКОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ
Пусть произвольной точке М плоскости комплексных чисел соответствует комплексное число
. Из равенств и однозначно выражаются декартовы координаты х и у точки М через комплексные числа и : (1)Поэтому комплексные числа z и
называются сопряженными комплексными координатами этой точки.Формулы (1) позволяют осуществить переход от уравнения геометрической фигуры в декартовых координатах к ее уравнению в сопряженных комплексных координатах. Однако сейчас мы предпочли непосредственное рассмотрение уравнений в сопряженных комплексных координатах.
Геометрический смысл уравнения
Найдем множество точек плоскости, сопряженные комплексные координаты которых удовлетворяют уравнению
(2)Сначала выделим особый случай, когда с=0. Тогда имеем систему относительно
ивторое уравнение которой получается из первого переходом к сопряженным числам. Уравнивая коэффициенты при
, путем вычитания второго уравнения из первого получаем:Если
, т.е. , то решением полученного уравнения, а значит, и решением исходного уравнения будет единственное число z=0. При уравнение напишем в виде . Модули левой и правой частей равны. Необходимо, чтобы , откуда . Этому условию удовлетворяет каждая точка прямей m, проходящей через начало под углом к действительной оси (рис.1). Так, уравнением (3)задается прямая при
и точка при .Пусть теперь
. Свободный член уравнения (2) можно всегда сделать действительным числом путем умножения обеих частей уравнения на с. Поэтому сразу будем полагать Тогда имеем систему:
из которой получаем:
. Рассмотрим возможные случаи.Если
, то и подстановкой в исходное уравнение получаем: или .При
его решение единственно:При
решений нет.Если
, то и , т. е. . В этом случае уравнением (2) при прямая. В самом деле, возьмем точку и вектор точки В(b) и рассмотрим множество точек М(z), для каждой из которых (MQ) (OB): (4)Очевидно, это множество есть прямая. При
и уравнение (4) эквивалентно уравнению (2).Таким образом, при
и уравнение (2) есть уравнение прямой, которая проходит через точку перпендикулярно вектору .Наконец, отметим случай, когда
, но . Тогда системаприводит к противоречию:
, т.е. .Подведем итоги. Уравнением
, в котором хотя бы один из коэффициентов a и b отличен от нуля, задается:1) прямая при |а|=|b|, с=0, а также при
;2) единственная точка при
;3) пустое множество в иных случаях, т. е. при |a| = |b|, , а также при
, .Достигнув поставленной цели, возвратимся снова к системе:
не налагая ограничений на коэффициенты а, b, с, кроме того, что a и bне равны нулю одновременно. Уравнивая коэффициенты при
, приходим к уравнению , которое:а) имеет единственное решение при
;б) имеет бесконечное множество решений при
и ;в) не имеет решений при
и .Отсюда и на основании результата предыдущих исследований получаем, что уравнение
определяет: