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東大理科第6問

複素数 $ \alpha,\ \beta,\ \gamma,\ \delta $ および実数 $ a,\ b $ が,次の3条件をみたしながら動く.

条件1: $ \alpha,\ \beta,\ \gamma,\ \delta $ は相異なる.
条件2: $ \alpha,\ \beta,\ \gamma,\ \delta $ は4次方程式 $ z^4-2z^3-2az+b=0 $ の解である.
条件3:複素数 $ \alpha\beta+\gamma\delta $ の実部は0であり,虚部は0でない.

(1)  $ \alpha,\ \beta,\ \gamma,\ \delta $ のうち, ちょうど2つが実数であり,残りの2つは互いに共役な複素数であることを示せ.
(2) $ b $ を $ a $ で表せ.
(3) 複素数 $ \alpha+\beta $ がとりうる範囲を複素数平面上に図示せよ.

解答