実軸で折り返すと共役になる(複素数平面の対称移動)
は、 を実軸で折り返した点である[1]。虚部の符号が変わるだけで、実部は動かない。
折り返す線を変えると、掛ける複素数が変わる。原点を通り実軸と角 をなす直線なら、次の形になる。
で そのもの。角の 2 倍が掛かるところが、回転との違いである。
実軸の折り返しが共役
に対して である。実部が残り、虚部の符号が反転する。
方眼の上では、横の位置がそのままで縦の位置が反対側へ移ることにあたる[2]。実軸そのものの上にある点は動かない。
折り返しを 2 回続けると元へ戻る。 という等式が、この当たり前を表している[3]。
虚軸と原点の場合
虚軸で折り返すなら、実部の符号だけを変える。 である。
原点に関して対称な点は、実部も虚部も符号を変えた になる。これは折り返しではなく の回転にあたる。
実軸で折り返す
虚軸で折り返す
続けると原点対称になる
2 本の垂直な直線で順に折り返すと、その交点に関する の回転になる。 という計算がそのまま図の話になっている。
例: を折り返す
実軸なら 、虚軸なら 、原点に関して対称なら である。
3 つを並べると、もとの点と合わせて長方形の 4 隅になる。実軸と虚軸が長方形の対称軸として働く。
どの点も原点からの距離が で変わらない。折り返しも の回転も、長さを保つ変換である。
例:実数条件と純虚数条件
は、折り返しても動かない点という意味になる。動かないのは実軸の上だけなので、 は実数である[3]。
なら実部が になる。 を添えれば純虚数の条件になる。
実軸で折り返しても動かない。 は実数
折り返して符号を変えると戻る。 は純虚数か
原点を通る直線の場合
実軸と角 をなす直線で折り返すと、掛ける数は になる。
手順で見ると分かりやすい。まず直線が実軸へ重なるまで全体を 回し、実軸で折り返し、 だけ戻す。
回して戻すぶんが二重に効くので、角が 2 倍になる。折り返しの合成が回転になるのと同じ理由である。

例:直線 で折り返す
なので 。掛ける数は である。
を入れると になる。実部と虚部が入れかわった形で、 の折り返しらしい結果である。
例:直線 で折り返す
傾き の直線は なので、 になる。
を入れると で、。原点からの距離は で保たれている。
例:原点を通らない直線
実軸に平行な直線 なら、 である。
虚軸に平行な直線 なら、 になる。どちらも折り返しに平行移動が付いた形。
一般には、直線上の 1 点 を使って と書ける。 を引いて原点へ運び、折り返し、戻す。
例: で折り返す
なので である。 を入れる。
なので になる。もとの点と答えの中点は で、確かに直線 の上に乗っている。
共役の計算法則
共役は和と積を素通りする[3]。
実数係数の式なら、丸ごと共役をとっても形が変わらない。折り返した図形が同じ式で表せる、という意味になる[4]。
点 を、原点を通り傾き の直線で折り返した点はどれですか。
検算のしかた
もとの点と答えの中点が、折り返しの線の上に乗るかを見る。乗っていなければどこかで符号を落としている。
原点を通る直線なら、原点からの距離が両方で等しいかも見られる。2 つとも合えば、まず正しい。
つまずきやすいところ
共役は折り返し、掛ける数は回転。この 2 つを分けて見れば、どんな直線に関する対称移動も 1 本の式に収まる。











傾き 1 は θ=45∘ なので w=izˉ である。zˉ=4+i を i 倍して 4i+i2=−1+4i になる。4+i は共役をとっただけの点、−4+i は原点に関して対称な点。