Sr Examen

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z^3+8i=0 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

Buscar la solución numérica en el intervalo [, ]

Solución

Ha introducido [src]
 3          
z  + 8*I = 0
z3+8i=0z^{3} + 8 i = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
z3+8i=0z^{3} + 8 i = 0
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 3 - no contiene número par en el numerador, entonces
la ecuación tendrá una raíz real.
Extraigamos la raíz de potencia 3 de las dos partes de la ecuación:
Obtenemos:
z33=8i3\sqrt[3]{z^{3}} = \sqrt[3]{- 8 i}
o
z=2i3z = 2 \sqrt[3]{- i}
Abrimos los paréntesis en el miembro derecho de la ecuación
z = -2*i^1/3

Obtenemos la respuesta: z = 2*(-i)^(1/3)

Las demás 3 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
w=zw = z
entonces la ecuación será así:
w3=8iw^{3} = - 8 i
Cualquier número complejo se puede presentar que:
w=reipw = r e^{i p}
sustituimos en la ecuación
r3e3ip=8ir^{3} e^{3 i p} = - 8 i
donde
r=2r = 2
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
e3ip=ie^{3 i p} = - i
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
isin(3p)+cos(3p)=ii \sin{\left(3 p \right)} + \cos{\left(3 p \right)} = - i
es decir
cos(3p)=0\cos{\left(3 p \right)} = 0
y
sin(3p)=1\sin{\left(3 p \right)} = -1
entonces
p=2πN3π6p = \frac{2 \pi N}{3} - \frac{\pi}{6}
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:
w1=2iw_{1} = 2 i
w2=3iw_{2} = - \sqrt{3} - i
w3=3iw_{3} = \sqrt{3} - i
hacemos cambio inverso
w=zw = z
z=wz = w

Entonces la respuesta definitiva es:
z1=2iz_{1} = 2 i
z2=3iz_{2} = - \sqrt{3} - i
z3=3iz_{3} = \sqrt{3} - i
Teorema de Cardano-Vieta
es ecuación cúbica reducida
pz2+qz+v+z3=0p z^{2} + q z + v + z^{3} = 0
donde
p=bap = \frac{b}{a}
p=0p = 0
q=caq = \frac{c}{a}
q=0q = 0
v=dav = \frac{d}{a}
v=8iv = 8 i
Fórmulas de Cardano-Vieta
z1+z2+z3=pz_{1} + z_{2} + z_{3} = - p
z1z2+z1z3+z2z3=qz_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = q
z1z2z3=vz_{1} z_{2} z_{3} = v
z1+z2+z3=0z_{1} + z_{2} + z_{3} = 0
z1z2+z1z3+z2z3=0z_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = 0
z1z2z3=8iz_{1} z_{2} z_{3} = 8 i
Gráfica
Respuesta rápida [src]
z1 = 2*I
z1=2iz_{1} = 2 i
            ___
z2 = -I - \/ 3 
z2=3iz_{2} = - \sqrt{3} - i
       ___    
z3 = \/ 3  - I
z3=3iz_{3} = \sqrt{3} - i
z3 = sqrt(3) - i
Suma y producto de raíces [src]
suma
             ___     ___    
2*I + -I - \/ 3  + \/ 3  - I
(3i)+((3i)+2i)\left(\sqrt{3} - i\right) + \left(\left(- \sqrt{3} - i\right) + 2 i\right)
=
0
00
producto
    /       ___\ /  ___    \
2*I*\-I - \/ 3 /*\\/ 3  - I/
2i(3i)(3i)2 i \left(- \sqrt{3} - i\right) \left(\sqrt{3} - i\right)
=
-8*I
8i- 8 i
-8*i
Respuesta numérica [src]
z1 = -1.73205080756888 - 1.0*i
z2 = 1.73205080756888 - 1.0*i
z3 = 2.0*i
z3 = 2.0*i