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
z3+27i=0z^{3} + 27 i = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
z3+27i=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=2πN3π6p = \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=3323i2w_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}
w3=3323i2w_{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=3323i2z_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}
z3=3323i2z_{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*I   3*\/ 3      3*I   3*\/ 3 
3*I + - --- - ------- + - --- + -------
         2       2         2       2   
(3323i2)+((3323i2)+3i)\left(\frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}\right) + \left(\left(- \frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}\right) + 3 i\right)
=
0
00
producto
    /            ___\ /            ___\
    |  3*I   3*\/ 3 | |  3*I   3*\/ 3 |
3*I*|- --- - -------|*|- --- + -------|
    \   2       2   / \   2       2   /
3i(3323i2)(3323i2)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
27i- 27 i
-27*i
Respuesta rápida [src]
z1 = 3*I
z1=3iz_{1} = 3 i
                 ___
       3*I   3*\/ 3 
z2 = - --- - -------
        2       2   
z2=3323i2z_{2} = - \frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}
                 ___
       3*I   3*\/ 3 
z3 = - --- + -------
        2       2   
z3=3323i2z_{3} = \frac{3 \sqrt{3}}{2} - \frac{3 i}{2}
z3 = 3*sqrt(3)/2 - 3*i/2
Respuesta numérica [src]
z1 = 3.0*i
z2 = 2.59807621135332 - 1.5*i
z3 = -2.59807621135332 - 1.5*i
z3 = -2.59807621135332 - 1.5*i