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
$$z^{3} + 8 i = 0$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$z^{3} + 8 i = 0$$
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:
$$\sqrt[3]{z^{3}} = \sqrt[3]{- 8 i}$$
o
$$z = 2 \sqrt[3]{- i}$$
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:
$$w = z$$
entonces la ecuación será así:
$$w^{3} = - 8 i$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$w = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$r^{3} e^{3 i p} = - 8 i$$
donde
$$r = 2$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{3 i p} = - i$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$i \sin{\left(3 p \right)} + \cos{\left(3 p \right)} = - i$$
es decir
$$\cos{\left(3 p \right)} = 0$$
y
$$\sin{\left(3 p \right)} = -1$$
entonces
$$p = \frac{2 \pi N}{3} - \frac{\pi}{6}$$
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:
$$w_{1} = 2 i$$
$$w_{2} = - \sqrt{3} - i$$
$$w_{3} = \sqrt{3} - i$$
hacemos cambio inverso
$$w = z$$
$$z = w$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$z_{1} = 2 i$$
$$z_{2} = - \sqrt{3} - i$$
$$z_{3} = \sqrt{3} - i$$
Teorema de Cardano-Vieta
es ecuación cúbica reducida
$$p z^{2} + q z + v + z^{3} = 0$$
donde
$$p = \frac{b}{a}$$
$$p = 0$$
$$q = \frac{c}{a}$$
$$q = 0$$
$$v = \frac{d}{a}$$
$$v = 8 i$$
Fórmulas de Cardano-Vieta
$$z_{1} + z_{2} + z_{3} = - p$$
$$z_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = q$$
$$z_{1} z_{2} z_{3} = v$$
$$z_{1} + z_{2} + z_{3} = 0$$
$$z_{1} z_{2} + z_{1} z_{3} + z_{2} z_{3} = 0$$
$$z_{1} z_{2} z_{3} = 8 i$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
z1 = 2*I
$$z_{1} = 2 i$$
            ___
z2 = -I - \/ 3 
$$z_{2} = - \sqrt{3} - i$$
       ___    
z3 = \/ 3  - I
$$z_{3} = \sqrt{3} - i$$
z3 = sqrt(3) - i
Suma y producto de raíces [src]
suma
             ___     ___    
2*I + -I - \/ 3  + \/ 3  - I
$$\left(\sqrt{3} - i\right) + \left(\left(- \sqrt{3} - i\right) + 2 i\right)$$
=
0
$$0$$
producto
    /       ___\ /  ___    \
2*I*\-I - \/ 3 /*\\/ 3  - I/
$$2 i \left(- \sqrt{3} - i\right) \left(\sqrt{3} - i\right)$$
=
-8*I
$$- 8 i$$
-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