Problema nº 2 de números complejos o imaginarios, operaciones - TP01
Enunciado del ejercicio nº 2
Dados los siguientes complejos:
z₁ = 2 + 3·i
z₂ = i
z₃ = 1 - 2·i
z₄ = 5 + 3·i
z₅ = -3 - 3·i
Resolver:
c) | (z₁·z₂)² + z₂³ | = |
z₄² + z₁ |
Solución
a)
Planteamos la solución:
z₁ + z₂ | = | (2 + 3·i) + i | = |
z₃ + z₄ | (1 - 2·i) + (5 + 3·i) |
Quitamos los paréntesis:
z₁ + z₂ | = | 2 + 3·i + i | = |
z₃ + z₄ | 1 - 2·i + 5 + 3·i |
Reslovemos el conjugado:
z₁ + z₂ | = | 2 + 3·i - i | = |
z₃ + z₄ | 1 - 2·i + 5 + 3·i |
Realizamos las sumas en el numerador y en el denominador:
z₁ + z₂ | = | 2 + 2·i | = |
z₃ + z₄ | 6 + i |
Multiplicamos al numerador y al denominador por el conjugado del denominador:
z₁ + z₂ | = | (2 + 2·i)·(6 - i) | = |
z₃ + z₄ | (6 + i)·(6 - i) |
Aplicamos la propiedad distributiva del producto con respecto a la suma y la resta:
z₁ + z₂ | = | 12 - 2·i + 12·i - 2·i² | = |
z₃ + z₄ | 6² - i² |
i² = -1
z₁ + z₂ | = | 12 - 2·i + 12·i - 2·(-1) | = |
z₃ + z₄ | 36 - (-1) |
z₁ + z₂ | = | 12 + 10·i + 2 | = |
z₃ + z₄ | 36 + 1 |
El resultado es:
z₁ + z₂ | = | 14 + 10·i |
z₃ + z₄ | 37 |
b)
Planteamos la solución:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | (2 + 3·i) + i⁸⁵ | = |
z₃ + z₅ | (1 - 2·i) + (-3 - 3·i) |
Quitamos los paréntesis:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | 2 + 3·i + i⁸⁵ | = |
z₃ + z₅ | 1 - 2·i - 3 - 3·i |
i⁸⁵ = i4·21 + 1
i⁸⁵ = i4·21·i¹
i⁸⁵ = (i⁴)²¹·i
i⁸⁵ = 1²¹·i
i⁸⁵ = i
Reemplazamos:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | 2 + 3·i + i | = |
z₃ + z₅ | -2 - 5·i |
z₁ + z₂⁸⁵ | = | 2 + 4·i | = |
z₃ + z₅ | -2 - 5·i |
Multiplicamos al numerador y al denominador por el conjugado del denominador:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | (2 + 4·i)·(-2 + 5·i) | = |
z₃ + z₅ | (-2 - 5·i)·(-2 + 5·i) |
Aplicamos la propiedad distributiva del producto con respecto a la suma y la resta:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | -4 + 10·i - 8·i + 20·i² | = |
z₃ + z₅ | (-2)² - (5·i)² |
Realizamos las operaciones:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | -4 + 2·i + 20·(-1) | = |
z₃ + z₅ | 4 - 25·(-1) |
z₁ + z₂⁸⁵ | = | -4 + 2·i - 20 | = |
z₃ + z₅ | 4 + 25 |
El resultado es:
z₁ + z₂⁸⁵ | = | -24 + 2·i |
z₄² + z₁ | 29 |
c)
Planteamos la solución:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | [(2 + 3·i)·i]² + i³ | = |
z₄² + z₁ | (5 + 3·i)² + (2 + 3·i) |
Quitamos los paréntesis y expresamos las potencias:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | (2 + 3·i)²·i² + (-i) | = |
z₄² + z₁ | 25 + 30·i + 9·i² + 2 + 3·i |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | (4 + 12·i + 9·i²)·(-1) - i | = |
z₄² + z₁ | 27 + 33·i + 9²(-1) |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -[4 + 12·i + 9·(-1)] - i | = |
z₄² + z₁ | 27 + 33·i - 81 |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -(4 + 12·i - 9) - i | = |
z₄² + z₁ | -54 + 33·i |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -(4 + 12·i - 9 + i) | = |
z₄² + z₁ | -54 + 33·i |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | 4 + 12·i - 9 + i | = |
z₄² + z₁ | 54 - 33·i |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -5 + 13·i | = |
z₄² + z₁ | 54 - 33·i |
Multiplicamos al numerador y al denominador por el conjugado del denominador:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | (-5 + 13·i)·(54 + 33·i) | = |
z₄² + z₁ | (54 - 33·i)·(54 + 33·i) |
Resolvemos:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -5·54 - 5·33·i + 13·i·54 + 13·i·33·i | = |
z₄² + z₁ | 54² - (33·i)² |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -270 - 165·i + 702·i + 429·i² | = |
z₄² + z₁ | 2.916 - 1.089·(-1) |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -270 + 537·i + 429·(-1) | = |
z₄² + z₁ | 2.916 + 1.089 |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -270 + 537·i - 429 | = |
z₄² + z₁ | 4.005 |
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -699 + 537·i | = |
z₄² + z₁ | 4.005 |
Extraemos factor común 3 en el numerador y en el denominador, luego simplificamos:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | 3·(-233 + 179·i) | = |
z₄² + z₁ | 3·1.335 |
El resultado es:
(z₁·z₂)² + z₂³ | = | -233 + 179·i |
z₄² + z₁ | 1.335 |
d)
z₂ - z₄ + z₅ | = | i - (5 + 3·i) + (-3 - 3·i) | = |
z₅⁴ | (-3 - 3·i)⁴ |
Quitamos los paréntesis y expresamos la potencia:
z₂ - z₄ + z₅ | = | i - (5 - 3·i) - 3 - 3·i | = |
z₅⁴ | [(-3 - 3·i)²]² |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -5 + 3·i - 3 - 2·i | = |
z₅⁴ | (9 + 18·i + 9·i²)² |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -8 + i | = |
z₅⁴ | [9 + 18·i + 9·(-1)]² |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -8 + i | = |
z₅⁴ | (9 + 18·i - 9)² |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -8 + i | = |
z₅⁴ | (18·i)² |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -8 + i | = |
z₅⁴ | 324·(-1) |
z₂ - z₄ + z₅ | = | -8 + i | = |
z₅⁴ | -324 |
El resultado es:
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
Ejemplo de operaciones con números complejos