z^4+1/2+(sqrt(3)/2)i=0 la ecuación
El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉
Solución
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\left(z^{4} + \frac{1}{2}\right) + i \frac{\sqrt{3}}{2} = 0$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 4 y miembro libre = -1/2 - i*sqrt(3)/2 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:
$$w^{4} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$w = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$r^{4} e^{4 i p} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
donde
$$r = 1$$
- 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:
$$w_{1} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$w_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$w_{3} = - \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}$$
$$w_{4} = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}$$
hacemos cambio inverso
$$w = z$$
$$z = w$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$z_{1} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$z_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$z_{3} = - \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}$$
$$z_{4} = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}$$
___
1 I*\/ 3
z1 = - - - -------
2 2
$$z_{1} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
___
1 I*\/ 3
z2 = - + -------
2 2
$$z_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
___
I \/ 3
z3 = - - -----
2 2
$$z_{3} = - \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}$$
___
\/ 3 I
z4 = ----- - -
2 2
$$z_{4} = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}$$
Suma y producto de raíces
[src]
___ ___ ___ ___
1 I*\/ 3 1 I*\/ 3 I \/ 3 \/ 3 I
- - - ------- + - + ------- + - - ----- + ----- - -
2 2 2 2 2 2 2 2
$$\left(\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}\right) + \left(\left(\left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) + \left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)\right) + \left(- \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}\right)\right)$$
$$0$$
/ ___\ / ___\ / ___\ / ___ \
| 1 I*\/ 3 | |1 I*\/ 3 | |I \/ 3 | |\/ 3 I|
|- - - -------|*|- + -------|*|- - -----|*|----- - -|
\ 2 2 / \2 2 / \2 2 / \ 2 2/
$$\left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \left(- \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}\right) \left(\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}\right)$$
___
1 I*\/ 3
- + -------
2 2
$$\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
z1 = -0.866025403784439 + 0.5*i
z2 = 0.5 + 0.866025403784439*i
z3 = -0.5 - 0.866025403784439*i
z4 = 0.866025403784439 - 0.5*i
z4 = 0.866025403784439 - 0.5*i