Math Problem Statement

se puede hallar las raices mediante cordenada polares

Solution

Sí, es posible resolver la ecuación z23+4i=0z^2 - 3 + 4i = 0 utilizando coordenadas polares. Aquí te explico cómo hacerlo:

  1. Reescribir la ecuación: z2=34iz^2 = 3 - 4i

  2. Expresar el lado derecho en forma polar: La forma polar de un número complejo reiθre^{i\theta} requiere encontrar el módulo rr y el ángulo θ\theta. r=32+(4)2=9+16=25=5r = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 θ=arctan(43)\theta = \arctan\left(\frac{-4}{3}\right)

    Calculamos θ\theta: θarctan(43)0.93 radianes\theta \approx \arctan\left(\frac{-4}{3}\right) \approx -0.93 \text{ radianes}

    Así que: 34i=5ei(0.93)3 - 4i = 5e^{i(-0.93)}

  3. Tomar la raíz cuadrada en coordenadas polares: Al tomar la raíz cuadrada de un número complejo en forma polar reiθre^{i\theta}, se toma la raíz cuadrada del módulo y se divide el ángulo por 2. Además, hay dos soluciones porque la función cuadrática tiene dos raíces: z=5ei(0.93/2)z = \sqrt{5}e^{i(-0.93/2)} y z=5ei(0.93/2+π)z = \sqrt{5}e^{i(-0.93/2 + \pi)}

    Calculemos estas raíces: z1=5ei(0.465)=5(cos(0.465)+isin(0.465))z_1 = \sqrt{5}e^{i(-0.465)} = \sqrt{5} \left( \cos(-0.465) + i\sin(-0.465) \right) z2=5ei(0.465+π)=5(cos(0.465+π)+isin(0.465+π))z_2 = \sqrt{5}e^{i(-0.465 + \pi)} = \sqrt{5} \left( \cos(-0.465 + \pi) + i\sin(-0.465 + \pi) \right)

  4. Convertir las soluciones a la forma rectangular: z1=5(cos(0.465)+isin(0.465))5(0.894+i(0.447))z_1 = \sqrt{5} \left( \cos(-0.465) + i\sin(-0.465) \right) \approx \sqrt{5} \left( 0.894 + i(-0.447) \right) z12iz_1 \approx 2 - i

    z2=5(cos(0.465+π)+isin(0.465+π))5(0.894+i(0.447))z_2 = \sqrt{5} \left( \cos(-0.465 + \pi) + i\sin(-0.465 + \pi) \right) \approx \sqrt{5} \left( -0.894 + i(0.447) \right) z22+iz_2 \approx -2 + i

Entonces, las soluciones a la ecuación z23+4i=0z^2 - 3 + 4i = 0 usando coordenadas polares son 2i y 2+i\boxed{2 - i \text{ y } -2 + i}.

¿Quieres detalles o tienes alguna pregunta?

Aquí hay cinco preguntas que podrías hacer:

  1. ¿Cómo se calcula el ángulo θ\theta para un número complejo?
  2. ¿Cómo se convierte de coordenadas polares a rectangulares?
  3. ¿Cuál es la fórmula para tomar raíces cuadradas de números complejos en forma polar?
  4. ¿Cómo se representan gráficamente los números complejos en el plano complejo?
  5. ¿Cuál es la importancia de las raíces de ecuaciones complejas en aplicaciones prácticas?

Consejo: Practicar la conversión entre formas rectangular y polar de números complejos ayuda a entender mejor sus propiedades y facilita la resolución de problemas complejos.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Complex Numbers
Polar Coordinates
Roots of Complex Numbers

Formulas

Polar form of a complex number
Square root of a complex number in polar form

Theorems

-

Suitable Grade Level

High School