Sr Examen

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z^4-1=0

z^4-1=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  - 1 = 0
z41=0z^{4} - 1 = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
z41=0z^{4} - 1 = 0
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 4 - contiene un número par 4 en el numerador, entonces
la ecuación tendrá dos raíces reales.
Extraigamos la raíz de potencia 4 de las dos partes de la ecuación:
Obtenemos:
z44=14\sqrt[4]{z^{4}} = \sqrt[4]{1}
z44=(1)14\sqrt[4]{z^{4}} = \left(-1\right) \sqrt[4]{1}
o
z=1z = 1
z=1z = -1
Obtenemos la respuesta: z = 1
Obtenemos la respuesta: z = -1
o
z1=1z_{1} = -1
z2=1z_{2} = 1

Las demás 2 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
w=zw = z
entonces la ecuación será así:
w4=1w^{4} = 1
Cualquier número complejo se puede presentar que:
w=reipw = r e^{i p}
sustituimos en la ecuación
r4e4ip=1r^{4} e^{4 i p} = 1
donde
r=1r = 1
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
e4ip=1e^{4 i p} = 1
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
isin(4p)+cos(4p)=1i \sin{\left(4 p \right)} + \cos{\left(4 p \right)} = 1
es decir
cos(4p)=1\cos{\left(4 p \right)} = 1
y
sin(4p)=0\sin{\left(4 p \right)} = 0
entonces
p=πN2p = \frac{\pi N}{2}
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=1w_{1} = -1
w2=1w_{2} = 1
w3=iw_{3} = - i
w4=iw_{4} = i
hacemos cambio inverso
w=zw = z
z=wz = w

Entonces la respuesta definitiva es:
z1=1z_{1} = -1
z2=1z_{2} = 1
z3=iz_{3} = - i
z4=iz_{4} = i
Gráfica
05-15-10-51015-2000020000
Respuesta rápida [src]
z1 = -1
z1=1z_{1} = -1
z2 = 1
z2=1z_{2} = 1
z3 = -I
z3=iz_{3} = - i
z4 = I
z4=iz_{4} = i
z4 = i
Suma y producto de raíces [src]
suma
-1 + 1 - I + I
((1+1)i)+i\left(\left(-1 + 1\right) - i\right) + i
=
0
00
producto
-(-I)*I
i((1)i)i \left(- \left(-1\right) i\right)
=
-1
1-1
-1
Respuesta numérica [src]
z1 = -1.0*i
z2 = -1.0
z3 = 1.0
z4 = 1.0*i
z4 = 1.0*i
Gráfico
z^4-1=0 la ecuación