複素数のたし算とひき算は平行四辺形と矢印でつかむ
は、原点と と でつくる平行四辺形の、4 つ目の頂点です。
のほうは点ではなく矢印を表します。 から へ向かう向きと長さ[1]。
足し算は図形をつくり、引き算は図形をはかる。役割がはっきり分かれています。
足すと平行四辺形ができる
複素数のたし算は、実部どうし虚部どうしを足すだけです。座標のたし算と同じ形なので、ベクトルのたし算にあたります[1]。
原点から へ引いた矢印の先に、 の矢印をつなぐ。着いた先が です[4]。
つなぐ順番を変えても同じ点に着きます。 が先でも が先でも、四辺形の対角の頂点は 1 つしかありません。
を動かしても平行四辺形は崩れません。向かい合う 2 辺がいつも同じ矢印を表しているためです。
引くと矢印が残る
は、 の位置を原点へずらしたときの の位置にあたります[1]。
図の上では、 から へ伸びる矢印そのもの。始点の情報が落ちて、向きと長さだけが残ります。
矢印をつなぐ。結果は点で、平行四辺形の対角にあたる
矢印をとり出す。結果は向きと長さで、位置の情報は消える
例:2 点間の距離
と の距離を出します。まず矢印を求める。
です。この絶対値が距離になります[2]。
です。座標で を計算するのと同じ中身で、途中の式が短くなります。
例:平行移動として見る
に を足す対応は、平面全体を の向きへずらす平行移動です[2]。
なら、右へ 、下へ だけ動く。どの点も同じだけ動くので、図形の形と大きさは変わりません。
回転や拡大と違って、動かない点が 1 つもない。 ならすべての点が移ります。
平行移動に中心が要らないのは、足す量がどの点でも同じだからです。
回転や拡大では点ごとに動く量が違い、動かない点が中心として残る。
例:4 点が平行四辺形かを確かめる
、、、 が平行四辺形かどうかを見ます。
、 です。2 つの矢印が一致したので、 と は平行で長さも等しい。
向かい合う 1 組が平行かつ等長なら平行四辺形になります。残りの組を調べなくても決まる。
例:ひし形かどうかを見分ける
同じ 4 点で、隣り合う 2 辺の長さを比べます。、。
等しいのでひし形です。平行四辺形であることが分かっていれば、隣り合う 2 辺だけ調べれば足ります。

対角線の長さがつくる等式
平行四辺形では、2 本の対角線の長さの 2 乗の和が、4 辺の長さの 2 乗の和と等しくなります[3]。
左が対角線、右が辺です。和と差を両方使うところが特徴で、片方だけでは成り立ちません。
辺の長さから対角線の一方が出せる形なので、片方の対角線が分かればもう片方も決まります。
例:等式を数値で確かめる
、 で両辺を計算します。
なので 。 なので 。左辺は です。
右辺は 。両辺が合いました。
例:足す順番を変える
と は同じ点です。図では、平行四辺形の 2 通りの回り道が同じ頂点へ着くことにあたります。
3 つ以上でも同じで、 と は一致する。矢印を継ぎ足す順番は結果を変えません。
引き算では順番が効きます。 と は向きが逆の矢印になる。
| 平行四辺形の 4 つ目の頂点 | |
| から への矢印 | |
| 2 点の距離 | |
| だけの平行移動 |
、、 の 3 点があります。 が平行四辺形になる はどれですか。
よくある誤り
足すと図形ができ、引くと物差しになる。この 2 つの役割を分けておけば、複素数平面の図形問題はほとんどが矢印の計算に落ちます。










D−A=C−B が条件です。C−B=1+3i なので D=(2−i)+(1+3i)=3+2i。11+4i は A と C をとり違えた値、1−4i は矢印の向きを逆にした値になります。