Sr Examen

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x^4+x=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        
x  + x = 0
x4+x=0x^{4} + x = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación
x4+x=0x^{4} + x = 0
Evidentemente:
x0 = 0

luego,
cambiamos
1x3=1\frac{1}{x^{3}} = -1
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:
11x33=113\frac{1}{\sqrt[3]{\frac{1}{x^{3}}}} = \frac{1}{\sqrt[3]{-1}}
o
x=(1)23x = - \left(-1\right)^{\frac{2}{3}}
Abrimos los paréntesis en el miembro derecho de la ecuación
x = 1^2/3

Obtenemos la respuesta: x = -(-1)^(2/3)

Las demás 2 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
z=xz = x
entonces la ecuación será así:
1z3=1\frac{1}{z^{3}} = -1
Cualquier número complejo se puede presentar que:
z=reipz = r e^{i p}
sustituimos en la ecuación
e3ipr3=1\frac{e^{- 3 i p}}{r^{3}} = -1
donde
r=1r = 1
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
e3ip=1e^{- 3 i p} = -1
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
isin(3p)+cos(3p)=1- i \sin{\left(3 p \right)} + \cos{\left(3 p \right)} = -1
es decir
cos(3p)=1\cos{\left(3 p \right)} = -1
y
sin(3p)=0- \sin{\left(3 p \right)} = 0
entonces
p=2πN3π3p = - \frac{2 \pi N}{3} - \frac{\pi}{3}
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:
z1=1z_{1} = -1
z2=123i2z_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}
z3=12+3i2z_{3} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}
hacemos cambio inverso
z=xz = x
x=zx = z

Entonces la respuesta definitiva es:
x0 = 0

x1=1x_{1} = -1
x2=123i2x_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}
x3=12+3i2x_{3} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}
Gráfica
-15.0-12.5-10.0-7.5-5.0-2.50.02.55.07.515.010.012.520000-10000
Respuesta rápida [src]
x1 = -1
x1=1x_{1} = -1
x2 = 0
x2=0x_{2} = 0
             ___
     1   I*\/ 3 
x3 = - - -------
     2      2   
x3=123i2x_{3} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}
             ___
     1   I*\/ 3 
x4 = - + -------
     2      2   
x4=12+3i2x_{4} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}
x4 = 1/2 + sqrt(3)*i/2
Suma y producto de raíces [src]
suma
             ___           ___
     1   I*\/ 3    1   I*\/ 3 
-1 + - - ------- + - + -------
     2      2      2      2   
(1+(123i2))+(12+3i2)\left(-1 + \left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)\right) + \left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)
=
0
00
producto
   /        ___\ /        ___\
   |1   I*\/ 3 | |1   I*\/ 3 |
-0*|- - -------|*|- + -------|
   \2      2   / \2      2   /
0(123i2)(12+3i2)- 0 \left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)
=
0
00
0
Respuesta numérica [src]
x1 = 0.5 + 0.866025403784439*i
x2 = 0.5 - 0.866025403784439*i
x3 = 0.0
x4 = -1.0
x4 = -1.0