Question Number 77991 by peter frank last updated on 12/Jan/20
$${If}\:\:{P}_{\mathrm{1}} \:\:{P}_{\mathrm{2}} \:\:{P}_{\mathrm{3}} \:\:{will}\:{be}\:{taken} \\ $$$${as}\:{point}\:{in}\:{an}\:{Argand} \\ $$$${diagram}\:{representing} \\ $$$${complex}\:{number} \\ $$$${Z}_{\mathrm{1}} ,{Z}_{\mathrm{2}} ,{Z}_{\mathrm{3}} \:\:{and}\:{point} \\ $$$${P}_{\mathrm{1}\:} ,{P}_{\mathrm{2}} ,{P}_{\mathrm{3}} \:{is}\:{an}\:{equalateral} \\ $$$${triangle}.{show}\:{that} \\ $$$$\left({Z}_{\mathrm{2}} −{Z}_{\mathrm{3}} \right)^{\mathrm{2}} +\left({Z}_{\mathrm{3}} −{Z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} +\left({Z}_{\mathrm{1}} −{Z}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$
Answered by mind is power last updated on 13/Jan/20
$$\mathrm{the}\:\mathrm{equality}\:\mathrm{is}\:\mathrm{symetrice}\:\mathrm{in}\:\mathrm{sens}\:\mathrm{of}\: \\ $$$$\mathrm{P}\left(\mathrm{z}_{\mathrm{1}} ,\mathrm{z}_{\mathrm{2}} ,\mathrm{z}_{\mathrm{3}} \right)=\left(\mathrm{z}_{\mathrm{1}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{3}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{1}} −\mathrm{z}_{\mathrm{3}} \right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{p}\left(\mathrm{z}_{\mathrm{1}} ,\mathrm{z}_{\mathrm{3}} ,\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)….. \\ $$$$\mathrm{P}_{\mathrm{1}} \mathrm{P}_{\mathrm{2}} \mathrm{P}_{\mathrm{3}} \:\:\mathrm{equalateral}\:\Rightarrow\frac{\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} }{\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} }=\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} ,\mathrm{we}\:\mathrm{can}\:\mathrm{chose}\:\mathrm{this}\: \\ $$$$\mathrm{cause}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{symetri}\:\:\:\: \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{z}_{\mathrm{3}} =\frac{\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} }{\mathrm{1}−\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} }=\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} \right)\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} \\ $$$$\mathrm{z}_{\mathrm{3}} =\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{2i}\pi}{\mathrm{3}}} \\ $$$$\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{2i}\pi}{\mathrm{3}}} \\ $$$$\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} =\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{i}\pi}{\mathrm{3}}} \\ $$$$\left(\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{1}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{4i}\pi}{\mathrm{3}}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{\frac{\mathrm{2i}\pi}{\mathrm{3}}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{letj}=\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{2i}\pi}{\mathrm{3}}} \\ $$$$=\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+\mathrm{j}+\mathrm{j}^{\mathrm{2}} \right) \\ $$$$\mathrm{since}\:\mathrm{j}^{\mathrm{2}} +\mathrm{j}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{3}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{z}_{\mathrm{2}} −\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$ \\ $$
Answered by MJS last updated on 13/Jan/20