Matemática, perguntado por mariavasconcel0s, 1 ano atrás

Calcule o valor de (1+i)^{30}

Soluções para a tarefa

Respondido por 3478elc
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Calcule o valor de

( 1 + i )^2 ==> 1 + 2i + i^2 ==> 1 +2i - 1 ==> 2i

O expoente é maior que 4 , dividmos por 4 e o resto será o novo expoente
 
 30    4
  2     7



mariavasconcel0s: obrigada!!
mariavasconcel0s: Isso funciona com unidade?
Lukyo: O resto da divisão por 4 só funciona com as potências de i, a unidade imaginária.
Lukyo: Mas não funciona com potências de (1+i)...
Respondido por Lukyo
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Primeiramente devemos observar uma coisa. Para qualquer número inteiro k, vale que

i^{4k+0}=i^{0}=1\\ \\ i^{4k+1}=i^{1}=i\\ \\ i^{4k+2}=i^{2}=-1\\ \\ i^{4k+3}=i^{3}=-i


ou seja, as potências para calcular as potências de i, basta tomar o resto da divisão inteira do expoente de i por 4.


E quanto a 
\left(1+i \right )^{30}?

Observe que

\left(1+i \right )^{30}\\ \\ =\left(1+i \right )^{2\, \cdot\, 15}\\ \\ =\left[\;\left(1+i \right )^{2}\; \right ]^{15}\\ \\ =\left[\;1^{2}+2i+i^{2}\; \right ]^{15}\\ \\ =\left[\;1+2i-1\; \right ]^{15}\\ \\ =\left[\;2i\; \right ]^{15}\\ \\ =2^{15}\cdot i^{15}\\ \\ =2^{15} \cdot i^{4\,\cdot\,3+3}\\ \\ =2^{15} \cdot i^{3}\\ \\ =2^{15} \cdot \left(-i \right )\\ \\ =-2^{15}i\\ \\ =-32\,768i\\ \\ \\ \boxed{\left(1+i \right )^{30}=-32\,768i}

mariavasconcel0s: Tu tem que pôr sempre um produto que dê igual ao numero a que (1+i) está sendo elevado?
Lukyo: Não tem que.... O fato aqui é que colocando o 2 em evidência no expoente de (1+i), o cálculo sai sem grande esforço. Observe o que acontece quando se eleva (1+i) ao quadrado dentro dos colchetes
mariavasconcel0s: Então se fosse (i+1)^8, por exemplo, teria que ficar [(i+1)^2]^4?
Lukyo: Exatamente, essa seria uma forma de resolver
mariavasconcel0s: Obrigada, de verdade!
Lukyo: Por nada! Qualquer dúvida pode falar
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