Question
7. Calcula la parte real de la siguiente función \( f|z|=z^{3} \), si, \( z=x+i y \) \( \begin{array}{llll}\text { a) } \mathfrak{R} \mid f(z)=x^{3}-3 x y^{2} & \text { b) } \mathfrak{R} \mid f(z)=3 x^{2} y-y^{3} & \text { c) } \mathfrak{R}|f| z \mid=x^{3}+3 x y^{2} & \text { d) } \mathfrak{R}|f| z \mid=y^{3}-3 x^{2} y\end{array} \)
Ask by Mathis Chambers. in Mexico
Mar 20,2025
Upstudy AI Solution
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Answer
La parte real de la función \( f(z) = z^3 \) es \( x^3 - 3xy^2 \).
Solution
La función se define como
\[
f(z) = z^3,
\]
donde \( z = x + iy \).
Para encontrar la parte real, expandimos el cubo:
\[
z^3 = (x + iy)^3 = x^3 + 3x^2(iy) + 3x(iy)^2 + (iy)^3.
\]
Calculamos cada término por separado:
1. \( x^3 \) ya es real.
2. \( 3x^2(iy) = 3ix^2y \) es un término imaginario.
3. \( 3x(iy)^2 \): Notamos que \((iy)^2 = i^2y^2 = -y^2\), de modo que:
\[
3x(iy)^2 = 3x(-y^2) = -3xy^2,
\]
es un término real.
4. \( (iy)^3 \): Notamos que \((iy)^3 = i^3y^3 = -iy^3\) es un término imaginario.
Reuniendo términos reales e imaginarios obtenemos:
\[
z^3 = \bigl(x^3 - 3xy^2 \bigr) + i\bigl(3x^2y - y^3 \bigr).
\]
Por lo tanto, la parte real de \( f(z) = z^3 \) es
\[
\mathfrak{R} \, [f(z)] = x^3 - 3xy^2.
\]
La opción correcta es:
\[
\textbf{a) } \mathfrak{R} \, [f(z)]= x^3 - 3xy^2.
\]
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Extra Insights
Para resolver esta función, primero expresamos \( z \) como \( z = x + i y \). Luego, calculamos \( f(z) = z^3 \): \[ z^3 = (x + iy)^3 = x^3 + 3x^2(iy) + 3x(iy)^2 + (iy)^3. \] Desarrollando cada término nos queda: \[ = x^3 + 3x^2(iy) - 3xy^2 - iy^3. \] Al agrupar las partes real e imaginaria, tenemos: \[ = (x^3 - 3xy^2) + i(3x^2y - y^3). \] Por lo tanto, la parte real de \( f(z) \) es \( \mathfrak{R}(f(z)) = x^3 - 3xy^2 \). Por lo tanto, la respuesta correcta es la opción a) \( \mathfrak{R}(f(z)) = x^3 - 3xy^2 \).