Sr Examen

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x^2+1/(x^2)=0

x^2+1/(x^2)=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]
 2   1     
x  + -- = 0
      2    
     x     
$$x^{2} + \frac{1}{x^{2}} = 0$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$x^{2} + \frac{1}{x^{2}} = 0$$
cambiamos
$$\frac{1}{x^{4}} = -1$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = -4 y miembro libre = -1 < 0,
significa que la ecuación correspondiente no tiene soluciones reales

Las demás 4 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
$$z = x$$
entonces la ecuación será así:
$$\frac{1}{z^{4}} = -1$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$z = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$\frac{e^{- 4 i p}}{r^{4}} = -1$$
donde
$$r = 1$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{- 4 i p} = -1$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$- i \sin{\left(4 p \right)} + \cos{\left(4 p \right)} = -1$$
es decir
$$\cos{\left(4 p \right)} = -1$$
y
$$- \sin{\left(4 p \right)} = 0$$
entonces
$$p = - \frac{\pi N}{2} - \frac{\pi}{4}$$
donde N=0,1,2,3,...
Seleccionando los valores de N y sustituyendo p en la fórmula para z
Es decir, la solución será para z:
$$z_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$z_{2} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$z_{3} = \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$z_{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
hacemos cambio inverso
$$z = x$$
$$x = z$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$x_{3} = \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
$$x_{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
Gráfica
Respuesta rápida [src]
         ___       ___
       \/ 2    I*\/ 2 
x1 = - ----- - -------
         2        2   
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
         ___       ___
       \/ 2    I*\/ 2 
x2 = - ----- + -------
         2        2   
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
       ___       ___
     \/ 2    I*\/ 2 
x3 = ----- - -------
       2        2   
$$x_{3} = \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
       ___       ___
     \/ 2    I*\/ 2 
x4 = ----- + -------
       2        2   
$$x_{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}$$
x4 = sqrt(2)/2 + sqrt(2)*i/2
Suma y producto de raíces [src]
suma
    ___       ___       ___       ___     ___       ___     ___       ___
  \/ 2    I*\/ 2      \/ 2    I*\/ 2    \/ 2    I*\/ 2    \/ 2    I*\/ 2 
- ----- - ------- + - ----- + ------- + ----- - ------- + ----- + -------
    2        2          2        2        2        2        2        2   
$$\left(\left(\frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}\right) + \left(\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}\right) + \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}\right)\right)\right) + \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}\right)$$
=
0
$$0$$
producto
/    ___       ___\ /    ___       ___\ /  ___       ___\ /  ___       ___\
|  \/ 2    I*\/ 2 | |  \/ 2    I*\/ 2 | |\/ 2    I*\/ 2 | |\/ 2    I*\/ 2 |
|- ----- - -------|*|- ----- + -------|*|----- - -------|*|----- + -------|
\    2        2   / \    2        2   / \  2        2   / \  2        2   /
$$\left(- \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}\right) \left(- \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}\right) \left(\frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2} i}{2}\right) \left(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2} i}{2}\right)$$
=
1
$$1$$
1
Respuesta numérica [src]
x1 = -0.707106781186548 - 0.707106781186548*i
x2 = -0.707106781186548 + 0.707106781186548*i
x3 = 0.707106781186548 - 0.707106781186548*i
x4 = 0.707106781186548 + 0.707106781186548*i
x4 = 0.707106781186548 + 0.707106781186548*i
Gráfico
x^2+1/(x^2)=0 la ecuación