Sr Examen

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(z^4)+8-8*sqrt(3)*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           ___      
z  + 8 - 8*\/ 3 *I = 0
$$\left(z^{4} + 8\right) - 8 \sqrt{3} i = 0$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\left(z^{4} + 8\right) - 8 \sqrt{3} i = 0$$
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:
$$w_{1} = -1 + \sqrt{3} i$$
$$w_{2} = 1 - \sqrt{3} i$$
$$w_{3} = - \sqrt{3} - i$$
$$w_{4} = \sqrt{3} + i$$
hacemos cambio inverso
$$w = z$$
$$z = w$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$z_{1} = -1 + \sqrt{3} i$$
$$z_{2} = 1 - \sqrt{3} i$$
$$z_{3} = - \sqrt{3} - i$$
$$z_{4} = \sqrt{3} + i$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
              ___
z1 = -1 + I*\/ 3 
$$z_{1} = -1 + \sqrt{3} i$$
             ___
z2 = 1 - I*\/ 3 
$$z_{2} = 1 - \sqrt{3} i$$
            ___
z3 = -I - \/ 3 
$$z_{3} = - \sqrt{3} - i$$
           ___
z4 = I + \/ 3 
$$z_{4} = \sqrt{3} + i$$
z4 = sqrt(3) + i
Suma y producto de raíces [src]
suma
         ___           ___          ___         ___
-1 + I*\/ 3  + 1 - I*\/ 3  + -I - \/ 3  + I + \/ 3 
$$\left(\left(- \sqrt{3} - i\right) + \left(\left(1 - \sqrt{3} i\right) + \left(-1 + \sqrt{3} i\right)\right)\right) + \left(\sqrt{3} + i\right)$$
=
0
$$0$$
producto
/         ___\ /        ___\ /       ___\ /      ___\
\-1 + I*\/ 3 /*\1 - I*\/ 3 /*\-I - \/ 3 /*\I + \/ 3 /
$$\left(-1 + \sqrt{3} i\right) \left(1 - \sqrt{3} i\right) \left(- \sqrt{3} - i\right) \left(\sqrt{3} + i\right)$$
=
          ___
8 - 8*I*\/ 3 
$$8 - 8 \sqrt{3} i$$
8 - 8*i*sqrt(3)
Respuesta numérica [src]
z1 = -1.0 + 1.73205080756888*i
z2 = 1.73205080756888 + 1.0*i
z3 = 1.0 - 1.73205080756888*i
z4 = -1.73205080756888 - 1.0*i
z4 = -1.73205080756888 - 1.0*i