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(x+4)^5=243

(x+4)^5=243 la ecuación

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Solución numérica:

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Solución

Ha introducido [src]
       5      
(x + 4)  = 243
$$\left(x + 4\right)^{5} = 243$$
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\left(x + 4\right)^{5} = 243$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 5 - no contiene número par en el numerador, entonces
la ecuación tendrá una raíz real.
Extraigamos la raíz de potencia 5 de las dos partes de la ecuación:
Obtenemos:
$$\sqrt[5]{\left(x + 4\right)^{5}} = \sqrt[5]{243}$$
o
$$x + 4 = 3$$
Transportamos los términos libres (sin x)
del miembro izquierdo al derecho, obtenemos:
$$x = -1$$
Obtenemos la respuesta: x = -1

Las demás 4 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
$$z = x + 4$$
entonces la ecuación será así:
$$z^{5} = 243$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$z = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$r^{5} e^{5 i p} = 243$$
donde
$$r = 3$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{5 i p} = 1$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$i \sin{\left(5 p \right)} + \cos{\left(5 p \right)} = 1$$
es decir
$$\cos{\left(5 p \right)} = 1$$
y
$$\sin{\left(5 p \right)} = 0$$
entonces
$$p = \frac{2 \pi N}{5}$$
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:
$$z_{1} = 3$$
$$z_{2} = - \frac{3}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} - 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$z_{3} = - \frac{3}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$z_{4} = - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - \frac{3}{4} - 3 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
$$z_{5} = - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - \frac{3}{4} + 3 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
hacemos cambio inverso
$$z = x + 4$$
$$x = z - 4$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = - \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} - 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$x_{3} = - \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + 3 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$x_{4} = - \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - 3 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
$$x_{5} = - \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} + 3 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
Gráfica
Suma y producto de raíces [src]
suma
                             ______________                           ______________                           ______________                           ______________
                ___         /          ___               ___         /          ___               ___         /          ___               ___         /          ___ 
       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  
-1 + - -- - ------- - I*  /   -- - -------  + - -- - ------- + I*  /   -- - -------  + - -- + ------- - I*  /   -- + -------  + - -- + ------- + I*  /   -- + ------- 
       4       4        \/    8       8         4       4        \/    8       8         4       4        \/    8       8         4       4        \/    8       8    
$$\left(\left(- \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}\right) + \left(\left(-1 + \left(- \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}\right)\right) + \left(- \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}\right)\right)\right) + \left(- \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}\right)$$
=
-20
$$-20$$
producto
 /                        ______________\ /                        ______________\ /                        ______________\ /                        ______________\
 |           ___         /          ___ | |           ___         /          ___ | |           ___         /          ___ | |           ___         /          ___ |
 |  19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  | |  19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  | |  19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  | |  19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  |
-|- -- - ------- - I*  /   -- - ------- |*|- -- - ------- + I*  /   -- - ------- |*|- -- + ------- - I*  /   -- + ------- |*|- -- + ------- + I*  /   -- + ------- |
 \  4       4        \/    8       8    / \  4       4        \/    8       8    / \  4       4        \/    8       8    / \  4       4        \/    8       8    /
$$- (- \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}) \left(- \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}\right) \left(- \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}\right) \left(- \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}\right)$$
=
-781
$$-781$$
-781
Respuesta rápida [src]
x1 = -1
$$x_{1} = -1$$
                             ______________
                ___         /          ___ 
       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  
x2 = - -- - ------- - I*  /   -- - ------- 
       4       4        \/    8       8    
$$x_{2} = - \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}$$
                             ______________
                ___         /          ___ 
       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  
x3 = - -- - ------- + I*  /   -- - ------- 
       4       4        \/    8       8    
$$x_{3} = - \frac{19}{4} - \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{45}{8} - \frac{9 \sqrt{5}}{8}}$$
                             ______________
                ___         /          ___ 
       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  
x4 = - -- + ------- - I*  /   -- + ------- 
       4       4        \/    8       8    
$$x_{4} = - \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} - i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}$$
                             ______________
                ___         /          ___ 
       19   3*\/ 5         /  45   9*\/ 5  
x5 = - -- + ------- + I*  /   -- + ------- 
       4       4        \/    8       8    
$$x_{5} = - \frac{19}{4} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + i \sqrt{\frac{9 \sqrt{5}}{8} + \frac{45}{8}}$$
x5 = -19/4 + 3*sqrt(5)/4 + i*sqrt(9*sqrt(5)/8 + 45/8)
Respuesta numérica [src]
x1 = -6.42705098312484 + 1.76335575687742*i
x2 = -3.07294901687516 + 2.85316954888546*i
x3 = -1.0
x4 = -6.42705098312484 - 1.76335575687742*i
x5 = -3.07294901687516 - 2.85316954888546*i
x5 = -3.07294901687516 - 2.85316954888546*i
Gráfico
(x+4)^5=243 la ecuación