Matemática, perguntado por Lukyo, 1 ano atrás

Se  x + 1/x = λ,  encontre  x²ⁿ + 1/x²ⁿ  em função de  n  e  λ,  com  n  natural,  n ≥ 1.

Soluções para a tarefa

Respondido por superaks
2
Olá Lukyo.

Organizando a expressão.

\mathsf{x+\dfrac{1}{x}=\lambda}

Multiplique ambos os lados por x.

\mathsf{x^2+1=\lambda x}\\\\\\\mathsf{x^2+\lambda x+1=0}

Obtemos uma equação do segundo grau em x. Resolvendo, temos.

\mathsf{x=\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}~(i)}

Encontrando o intervalo de \mathsf{\lambda} para que x seja um número real.

\mathsf{\Delta=\lambda^2-4\geq0}\\\\\\\mathsf{\lambda^2\geq4}\\\\\\\mathsf{|\lambda|\geq2}

Temos também que:

\mathsf{x+\dfrac{1}{x}=\lambda}\\\\\\\mathsf{\dfrac{1}{x}=\lambda-x}

Substituindo o valor de x encontrado em (i) na equação acima.

\mathsf{\dfrac{1}{x}=\lambda-\Big(\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\Big)}\\\\\\\\\mathsf{\dfrac{1}{x}=\dfrac{2\lambda-\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}}\\\\\\\\\mathsf{\dfrac{1}{x}=\dfrac{\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}}

Logo,

\mathsf{x^{2n}+\Big(\dfrac{1}{x}\Big)^{2n}=\Big(\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\Big)^{2n}+\Big(\dfrac{\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\Big)^{2n}}

Note que podemos desprezar o sinal de mais ou menos aqui, pois ambas as parcelas tem um papel simétrico.

\mathsf{x^{2n}+\Big(\dfrac{1}{x}\Big)^{2n}=\Big(\dfrac{\lambda+\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\Big)^{2n}+\Big(\dfrac{\lambda-\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\Big)^{2n}}

Dúvidas? comente.

Lukyo: Muito obrigado! :-)
superaks: Disponha !!
Respondido por Usuário anônimo
1

Explicação passo-a-passo:

\sf x+\dfrac{1}{x}=\lambda

\sf x^2-\lambda x+1=0

\sf \Delta=(\lambda)^2-4\cdot1\cdot1

\sf \Delta=\lambda^2-4

\sf x=\dfrac{-(-\lambda)\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2\cdot1}

\sf x=\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}

Devemos ter:

\sf \lambda^2-4\ge0

\sf \lambda^2\ge4

\sf \lambda\ge2~ou~\lambda \le -2

Assim:

\sf x+\dfrac{1}{x}=\lambda

\sf \dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-1}}{2}+\dfrac{1}{x}=\lambda

\sf \dfrac{1}{x}=\lambda-\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}

\sf \dfrac{1}{x}=\dfrac{2\lambda-\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}

\sf \dfrac{1}{x}=\dfrac{\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}

Logo:

\sf x^{2n}+\dfrac{1}{x^{2n}}=\left(\dfrac{\lambda\pm\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\right)^{2n}+\left(\dfrac{\lambda\mp\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\right)^{2n}

\sf \red{x^{2n}+\dfrac{1}{x^{2n}}=\left(\dfrac{\lambda+\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\right)^{2n}+\left(\dfrac{\lambda-\sqrt{\lambda^2-4}}{2}\right)^{2n}}

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