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Una posible factorización de la ecuación \( z^{9}+14(i+1) z^{3}+196 i=0 \) esta dada por \( \left(z^{3}-14\right)\left(z^{3}-14 i\right) \). Para calcular las sels raices de la ecuación basta con

Ask by Kirk Love. in Colombia
Feb 24,2025

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Para resolver la ecuación \( z^{9} + 14(i + 1)z^{3} + 196i = 0 \), se puede factorizarla como \( (z^{3} - 14)(z^{3} - 14i) = 0 \). Esto significa que las raíces de la ecuación son las soluciones de las dos ecuaciones cúbicas: 1. \( z^{3} - 14 = 0 \) 2. \( z^{3} - 14i = 0 \) Para cada una de estas ecuaciones, se calculan las raíces cúbicas correspondientes. En total, habrá seis raíces (tres de cada factor).

Solución

Observa que la factorización propuesta   (z³ – 14)(z³ – 14i) = 0 implica que para hallar todas las raíces basta con resolver las dos ecuaciones   z³ – 14 = 0  y  z³ – 14i = 0. Es decir, el problema se reduce a hallar las raíces cúbicas de 14 y de 14i. Para la primera ecuación, z³ = 14, se tiene:   z = ∛14 · exp(2πik/3),  donde k = 0, 1, 2. Para la segunda, z³ = 14i, conviene expresar 14i en forma polar:   14i = 14 · exp(iπ/2). Luego,   z = (14i)^(1/3) = ∛14 · exp[i(π/2 + 2πk)/3] = ∛14 · exp[i(π/6 + 2πk/3)],  donde k = 0, 1, 2. Así, para calcular (o “desenredar”) las raíces de la ecuación original basta con resolver esas dos ecuaciones cúbicas y obtener, en total, las seis raíces (tres de cada factor).

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Bonus Knowledge

Primero, puedes resolver cada factor de la factorización \( z^{3}-14 \) y \( z^{3}-14i \) de manera independiente. Para el primer factor, \( z^{3}-14=0 \), las raíces son \( z = 14^{1/3} \), que equivale a una raíz real. En el segundo factor, \( z^{3}-14i=0 \), puedes expresar \( 14i \) en su forma polar y aplicar la fórmula de las raíces cúbicas, dando lugar a tres raíces complejas que giran en torno al círculo unitario. Recuerda que al calcular estas raíces en el segundo caso, deberás usar \( r = |14i| = 14 \) y \( \theta = \arg(14i) = \frac{\pi}{2} \). Usa la expresión de las raíces cúbicas: \( z_k = r^{1/3} \left(\cos\left(\frac{\theta + 2k\pi}{3}\right) + i\sin\left(\frac{\theta + 2k\pi}{3}\right)\right) \) para \( k = 0, 1, 2 \). ¡Así de fácil se solucionan polinomios cúbicos!

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ISCELÁNEA cribir, por simple inspección, el resultado de: \( \begin{array}{lll}(x+2)^{2} & \text { 14. }(x+y+1)(x-y-1) & \text { 27. }\left(2 a^{3}-5 b^{4}\right)^{2} \\ (x+2)(x+3) & \text { 15. }(1-a)(a+1) & \text { 28. }\left(a^{3}+12\right)\left(a^{3}-15\right) \\ (x+1)(x-1) & \text { 16. }(m-8)(m+12) & \text { 29. }\left(m^{2}-m+n\right)\left(n+m+m^{2}\right) \\ (x-1)^{2} & \text { 17. }\left(x^{2}-1\right)\left(x^{2}+3\right) & \text { 30. }\left(x^{4}+7\right)\left(x^{4}-11\right) \\ (n+3)(n+5) & \text { 18. }\left(x^{3}+6\right)\left(x^{3}-8\right) & \text { 31. }(11-a b)^{2} \\ (m-3)(m+3) & \text { 19. }\left(5 x^{3}+6 m^{4}\right)^{2} & \text { 32. }\left(x^{2} y^{3}-8\right)\left(x^{2} y^{3}+6\right) \\ (a+b-1)(a+b+1) & \text { 20. }\left(x^{4}-2\right)\left(x^{4}+5\right) & \text { 33. }(a+b)(a-b)\left(a^{2}-b^{2}\right) \\ (1+b)^{3} & \text { 21. }(1-a+b)(b-a-1) & \text { 34. }(x+1)(x-1)\left(x^{2}-2\right) \\ \left(a^{2}+4\right)\left(a^{2}-4\right) & \text { 22. }\left(a^{x}+b^{n}\right)\left(a^{x}-b^{n}\right) & \text { 35. }(a+3)\left(a^{2}+9\right)(a-3) \\ \left(3 a b-5 x^{2}\right)^{2} & \text { 23. }\left(x^{a+1}-8\right)\left(x^{a+1}+9\right) & \text { 36. }(x+5)(x-5)\left(x^{2}+1\right) \\ (a b+3)(3-a b) & \text { 24. }\left(a^{2} b^{2}+c^{2}\right)\left(a^{2} b^{2}-c^{2}\right) & \text { 37. }(a+1)(a-1)(a+2)(a-2) \\ (1-4 a x)^{2} & \text { 25. }(2 a+x)^{3} & \text { 36. }\left(x^{2}-11\right)\left(x^{2}-2\right)\end{array} \) \( \left(a^{2}+8\right)\left(a^{2}-7\right) \)
Álgebra Mexico Feb 26, 2025
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