Sr Examen

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z^3-27*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]
 3           
z  - 27*I = 0
z327i=0z^{3} - 27 i = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
z327i=0z^{3} - 27 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=27i3\sqrt[3]{z^{3}} = \sqrt[3]{27 i}
o
z=3i3z = 3 \sqrt[3]{i}
Abrimos los paréntesis en el miembro derecho de la ecuación
z = 3*i^1/3

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

Las demás 3 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
w=zw = z
entonces la ecuación será así:
w3=27iw^{3} = 27 i
Cualquier número complejo se puede presentar que:
w=reipw = r e^{i p}
sustituimos en la ecuación
r3e3ip=27ir^{3} e^{3 i p} = 27 i
donde
r=3r = 3
- 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=2πN3+π6p = \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=3iw_{1} = - 3 i
w2=332+3i2w_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
w3=332+3i2w_{3} = \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
hacemos cambio inverso
w=zw = z
z=wz = w

Entonces la respuesta definitiva es:
z1=3iz_{1} = - 3 i
z2=332+3i2z_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
z3=332+3i2z_{3} = \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
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=27iv = - 27 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=27iz_{1} z_{2} z_{3} = - 27 i
Gráfica
Suma y producto de raíces [src]
suma
             ___                   ___
         3*\/ 3    3*I   3*I   3*\/ 3 
-3*I + - ------- + --- + --- + -------
            2       2     2       2   
(3i+(332+3i2))+(332+3i2)\left(- 3 i + \left(- \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}\right)\right) + \left(\frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}\right)
=
0
00
producto
     /      ___      \ /          ___\
     |  3*\/ 3    3*I| |3*I   3*\/ 3 |
-3*I*|- ------- + ---|*|--- + -------|
     \     2       2 / \ 2       2   /
3i(332+3i2)(332+3i2)- 3 i \left(- \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}\right) \left(\frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}\right)
=
27*I
27i27 i
27*i
Respuesta rápida [src]
z1 = -3*I
z1=3iz_{1} = - 3 i
           ___      
       3*\/ 3    3*I
z2 = - ------- + ---
          2       2 
z2=332+3i2z_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
               ___
     3*I   3*\/ 3 
z3 = --- + -------
      2       2   
z3=332+3i2z_{3} = \frac{3 \sqrt{3}}{2} + \frac{3 i}{2}
z3 = 3*sqrt(3)/2 + 3*i/2
Respuesta numérica [src]
z1 = -2.59807621135332 + 1.5*i
z2 = -3.0*i
z3 = 2.59807621135332 + 1.5*i
z3 = 2.59807621135332 + 1.5*i