Math Problem Statement

3)calcular las potencias de i a)3i(elevado al 128)+ 5i (elevado al 625) - 3i (elevado a la 7) b)-7 i(elevado al 77) - 4 i (elevado al 6) + 10i(elevado a la 82) c)1sobre2 i (elevado al 38)+2sobre 3 i (elevado al 58) - 1sobre 4 i(elevado a 100)

Solution

Para resolver las expresiones que involucran potencias de ii, recordemos que las potencias de ii siguen un ciclo de longitud 4:

i1=i,i2=1,i3=i,i4=1i^1 = i, \quad i^2 = -1, \quad i^3 = -i, \quad i^4 = 1

Entonces, para potencias más grandes, podemos reducir el exponente módulo 4 y encontrar el equivalente más pequeño.

Vamos a resolver cada apartado:

a) 3i128+5i6253i73i^{128} + 5i^{625} - 3i^7

  1. i128i^{128}: 128mod4=0128 \mod 4 = 0, por lo tanto i128=i0=1i^{128} = i^0 = 1. 3i128=3×1=33i^{128} = 3 \times 1 = 3

  2. i625i^{625}: 625mod4=1625 \mod 4 = 1, por lo tanto i625=i1=ii^{625} = i^1 = i. 5i625=5×i=5i5i^{625} = 5 \times i = 5i

  3. i7i^7: 7mod4=37 \mod 4 = 3, por lo tanto i7=i3=ii^7 = i^3 = -i. 3i7=3×(i)=3i-3i^7 = -3 \times (-i) = 3i

Finalmente, sumamos todo: 3+5i+3i=3+8i3 + 5i + 3i = 3 + 8i

b) 7i774i6+10i82-7i^{77} - 4i^6 + 10i^{82}

  1. i77i^{77}: 77mod4=177 \mod 4 = 1, por lo tanto i77=i1=ii^{77} = i^1 = i. 7i77=7×i=7i-7i^{77} = -7 \times i = -7i

  2. i6i^6: 6mod4=26 \mod 4 = 2, por lo tanto i6=i2=1i^6 = i^2 = -1. 4i6=4×(1)=4-4i^6 = -4 \times (-1) = 4

  3. i82i^{82}: 82mod4=282 \mod 4 = 2, por lo tanto i82=i2=1i^{82} = i^2 = -1. 10i82=10×(1)=1010i^{82} = 10 \times (-1) = -10

Finalmente, sumamos todo: 7i+410=7i6-7i + 4 - 10 = -7i - 6

c) 12i38+23i5814i100\frac{1}{2}i^{38} + \frac{2}{3}i^{58} - \frac{1}{4}i^{100}

  1. i38i^{38}: 38mod4=238 \mod 4 = 2, por lo tanto i38=i2=1i^{38} = i^2 = -1. 12i38=12×(1)=12\frac{1}{2}i^{38} = \frac{1}{2} \times (-1) = -\frac{1}{2}

  2. i58i^{58}: 58mod4=258 \mod 4 = 2, por lo tanto i58=i2=1i^{58} = i^2 = -1. 23i58=23×(1)=23\frac{2}{3}i^{58} = \frac{2}{3} \times (-1) = -\frac{2}{3}

  3. i100i^{100}: 100mod4=0100 \mod 4 = 0, por lo tanto i100=i0=1i^{100} = i^0 = 1. 14i100=14×1=14-\frac{1}{4}i^{100} = -\frac{1}{4} \times 1 = -\frac{1}{4}

Finalmente, sumamos todo: 122314-\frac{1}{2} - \frac{2}{3} - \frac{1}{4}

El mínimo común denominador es 12: 12=612,23=812,14=312-\frac{1}{2} = -\frac{6}{12}, \quad -\frac{2}{3} = -\frac{8}{12}, \quad -\frac{1}{4} = -\frac{3}{12} 612812312=1712-\frac{6}{12} - \frac{8}{12} - \frac{3}{12} = -\frac{17}{12}

Respuestas finales:

a) 3+8i3 + 8i
b) 7i6-7i - 6
c) 1712-\frac{17}{12}


¿Te gustaría una explicación más detallada de algún paso o tienes alguna pregunta?

Aquí tienes 5 preguntas relacionadas:

  1. ¿Cómo se obtienen los restos al dividir un exponente entre 4?
  2. ¿Qué sucede si se eleva ii a una potencia negativa?
  3. ¿Cómo simplificar fracciones complejas en expresiones con ii?
  4. ¿Cuál es

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Complex Numbers
Powers of i
Modular Arithmetic

Formulas

i^1 = i, i^2 = -1, i^3 = -i, i^4 = 1
Reduction of exponents modulo 4

Theorems

Cyclic Nature of Powers of i (mod 4)

Suitable Grade Level

Grades 10-12