z^4=8-(8sqrt3*i) la ecuación
El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉
Solución
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$z^{4} = 8 - 8 \sqrt{3} i$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 4 y miembro libre = 8 - 8*i*sqrt(3) complejo,
significa que la ecuación correspondiente no tiene soluciones reales
Las demás 4 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
$$w = z$$
entonces la ecuación será así:
$$w^{4} = 8 - 8 \sqrt{3} i$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$w = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$r^{4} e^{4 i p} = 8 - 8 \sqrt{3} i$$
donde
$$r = 2$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{4 i p} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$i \sin{\left(4 p \right)} + \cos{\left(4 p \right)} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
es decir
$$\cos{\left(4 p \right)} = \frac{1}{2}$$
y
$$\sin{\left(4 p \right)} = - \frac{\sqrt{3}}{2}$$
entonces
$$p = \frac{\pi N}{2} - \frac{\pi}{12}$$
donde N=0,1,2,3,...
Seleccionando los valores de N y sustituyendo p en la fórmula para w
Es decir, la solución será para w:
$$w_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2} + \frac{\sqrt{6} i}{2}$$
$$w_{2} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{6} i}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$w_{3} = - \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2} + \frac{\sqrt{6} i}{2}$$
$$w_{4} = - \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{6} i}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
hacemos cambio inverso
$$w = z$$
$$z = w$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$z_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2} + \frac{\sqrt{6} i}{2}$$
$$z_{2} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{6} i}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$z_{3} = - \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2} + \frac{\sqrt{6} i}{2}$$
$$z_{4} = - \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{6} i}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
Suma y producto de raíces
[src]
___ ___ / ___ ___\ ___ ___ / ___ ___\ ___ ___ / ___ ___\ ___ ___ / ___ ___\
\/ 6 \/ 2 |\/ 2 \/ 6 | \/ 2 \/ 6 |\/ 2 \/ 6 | \/ 2 \/ 6 |\/ 6 \/ 2 | \/ 2 \/ 6 | \/ 2 \/ 6 |
----- - ----- + I*|----- + -----| + ----- + ----- + I*|----- - -----| + - ----- - ----- + I*|----- - -----| + ----- - ----- + I*|- ----- - -----|
2 2 \ 2 2 / 2 2 \ 2 2 / 2 2 \ 2 2 / 2 2 \ 2 2 /
$$\left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) + \left(\left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)\right) + \left(\left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) + \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)\right)\right)\right)$$
/ ___ ___\ / ___ ___\ / ___ ___\ / ___ ___\
|\/ 2 \/ 6 | |\/ 2 \/ 6 | |\/ 6 \/ 2 | | \/ 2 \/ 6 |
I*|----- + -----| + I*|----- - -----| + I*|----- - -----| + I*|- ----- - -----|
\ 2 2 / \ 2 2 / \ 2 2 / \ 2 2 /
$$i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}\right) + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}\right) + i \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right) + i \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)$$
/ ___ ___ / ___ ___\\ / ___ ___ / ___ ___\\ / ___ ___ / ___ ___\\ / ___ ___ / ___ ___\\
|\/ 6 \/ 2 |\/ 2 \/ 6 || |\/ 2 \/ 6 |\/ 2 \/ 6 || | \/ 2 \/ 6 |\/ 6 \/ 2 || |\/ 2 \/ 6 | \/ 2 \/ 6 ||
|----- - ----- + I*|----- + -----||*|----- + ----- + I*|----- - -----||*|- ----- - ----- + I*|----- - -----||*|----- - ----- + I*|- ----- - -----||
\ 2 2 \ 2 2 // \ 2 2 \ 2 2 // \ 2 2 \ 2 2 // \ 2 2 \ 2 2 //
$$\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)\right) \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right) \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)\right) \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)\right)$$
$$-8 + 8 \sqrt{3} i$$
___ ___ / ___ ___\
\/ 6 \/ 2 |\/ 2 \/ 6 |
z1 = ----- - ----- + I*|----- + -----|
2 2 \ 2 2 /
$$z_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)$$
___ ___ / ___ ___\
\/ 2 \/ 6 |\/ 2 \/ 6 |
z2 = ----- + ----- + I*|----- - -----|
2 2 \ 2 2 /
$$z_{2} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$
___ ___ / ___ ___\
\/ 2 \/ 6 |\/ 6 \/ 2 |
z3 = - ----- - ----- + I*|----- - -----|
2 2 \ 2 2 /
$$z_{3} = - \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{6}}{2}\right)$$
___ ___ / ___ ___\
\/ 2 \/ 6 | \/ 2 \/ 6 |
z4 = ----- - ----- + I*|- ----- - -----|
2 2 \ 2 2 /
$$z_{4} = - \frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} + i \left(- \frac{\sqrt{6}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$
z4 = -sqrt(6)/2 + sqrt(2)/2 + i*(-sqrt(6)/2 - sqrt(2)/2)
z1 = -0.517638090205041 - 1.93185165257814*i
z2 = 0.517638090205041 + 1.93185165257814*i
z3 = 1.93185165257814 - 0.517638090205041*i
z4 = -1.93185165257814 + 0.517638090205041*i
z4 = -1.93185165257814 + 0.517638090205041*i