Sr Examen

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z^4+1/2+(sqrt(3)/2)i=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]
           ___      
 4   1   \/ 3       
z  + - + -----*I = 0
     2     2        
$$\left(z^{4} + \frac{1}{2}\right) + i \frac{\sqrt{3}}{2} = 0$$
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:
$$z_{1} = - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$z_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$z_{3} = - \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{i}{2}$$
$$z_{4} = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
               ___
       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
$$z_{4} = \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{i}{2}$$
z4 = sqrt(3)/2 - i/2
Suma y producto de raíces [src]
suma
          ___           ___         ___     ___    
  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
$$0$$
producto
/          ___\ /        ___\ /      ___\ /  ___    \
|  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   
$$\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
1/2 + i*sqrt(3)/2
Respuesta numérica [src]
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