shaitan's blog

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東工大1966年前期問題5

問題略

これらのうちの一つをzとする。z, z^2, z^3, z^4はいずれも求める3つの複素数のいずれかなので、このうち少なくとも二つは等しい。
従ってz=1z^2=1z^3=1が成り立つのでz=\pm1, \omega, \omega^2 (ただし、\omega=\dfrac{-1+\sqrt3\mathrm{i}}2)。
求める3数に\omegaが含まれないとすると、\omega^2は含まれるため\omega^2\cdot\omega^2=\omegaが含まれることに矛盾。
よって\omegaは含まれるが、このとき\omega^2, \omega^3=1も含まれる。
従って求める3数は\dfrac{-1\pm\sqrt3\mathrm{i}}2,1以外ではありえないが、確かにこれは問題の条件を満たしている。