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Encontrar la suma de las raíces de la ecuación compleja $z^6 = z^{18} = -1$

Encontrar la suma de las raíces de la ecuación ($z^6 = z^{18} = -1$

Las raíces de $z^6=-1$

z^6

Las raíces de $z^{18}=-1$

z^18

Desde el círculo puedo ver, que:

$\{z : z^6=-1\} \cap \{z : z^{18}=-1\} = \{z : z^6=-1\}$

Así que, he notado, que la suma de las raíces de $z^6=-1$ es igual a cero. Sin embargo, he resuelto que con la ayuda de WolframAlpha - dibujar un círculo con 18 puntos (o el cálculo de todas las raíces) no es muy alentador. Existe el método más confiable para resolver tal problema?

Edit: círculos correctas son:

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Robert Lewis Puntos 20996

"La Pureza De La Esencia, La Mandrágora, La Pureza De La Esencia . . . "; El General Jack de Ripper, de Stanley Kubrick Dr. Strangelove . . .

Es en el interés de la preservación de Matemática de la Pureza De la Esencia que me siento obligado a señalar que ninguno de los dos a la raíz de las parcelas proporcionada por nuestros OP stil es correcta, para cada uno de ellos representar tanto $1$ $-1$ como raíces de $z^6 = -1$$z^{18} = -1$, mientras que en realidad, ni $1$ ni $-1$ son raíces de la ecuación: $1^6 = (-1)^6 = 1^{18} = (-1)^{18} = 1 \ne -1$. No sé qué pasa con Wolfram Alpha si se está diciendo que estos son la raíz de las parcelas de $z^6 = -1 = z^{18}$; pero para todos los enteros positivos $n$ es fácil escriba $z^n - 1$ en lugar de $z^n + 1$, así que tal vez estas parcelas son el resultado de un error de entrada. Me gustaría aquí recitar el antiguo mantra de los programadores de computadoras, GIGO, GIGO, GIGO: entra basura, sale Basura, excepto que estas gráficas geniales son canjeables por una simple rotación de cualquiera de las $\pi / 6$ o $\pi / 18$, es decir, la multiplicación de todos sus valores complejos de puntos por $e^{i\pi / 6}$ o $e^{i \pi /18}$, según se trate de la parcela corresponde a la ecuación de $z^6 = 1$ o $z^{18} = 1$, respectivamente. De hecho, si $z^6 = 1$$(e^{i\pi / 6}z)^6 = e^{i\pi}z^6 = (-1)1 = -1$, con un resultado similar de retención en el caso de $z^{18} = 1$. Así que en lugar de ser basura, estas parcelas son meramente como juguetes rotos que se puede solucionar fácilmente con un poco de magia de cinta o un poco de pegamento.

Habiendo dicho estas cosas, hay una manera fácil de determinar la suma de las raíces de cualquier ecuación de la forma $z^n + a = 0$, para cualquier entero $n \ge 1$ y cualquier $a \in \Bbb C$. Si $n = 1$,$z = -a$, por lo que la suma es $-a$ en este caso. Para $n \ge 2$, vamos a $\alpha_1, \alpha_2, . . . \alpha_n$ ser las raíces de $z^n + a = 0$. Entonces podemos escribir $z^n + a$ como el producto

$z^n + a = \prod_1^n (z - \alpha_i), \tag{1}$

y cuando la mano derecha se multiplica a cabo obtenemos

$z^n + a = \prod_1^n (z - \alpha_i) = z^n - (\sum_1^n \alpha_i)z^{n - 1} + \sum_{i, j = 1, i \ne j}^n \alpha_i \alpha_j + . . . + (-1)^n \prod_1^n \alpha_i; \tag{2}$

la comparación de los coeficientes vemos que $\sum_1^n \alpha_i = 0$, $(-1)^n \prod_1^n \alpha_i = a$, y un montón de otras cosas además. Mucho más sencillo que trabajar con polinomios trigonométricos, como pienso que probablemente estarán de acuerdo! Fiable, también!

Espero que esto ayude. ¡Hasta la vista,

y como siempre,

Fiat Lux!!!

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Chris K Puntos 2545

La suma de las raíces es la suma de los cosenos y senos: $\sin(\pi/9) = -\sin(\pi/9) = -\sin(17\pi/9)$ y así sucesivamente. Esto le da a la parte imaginaria de la suma como $0$; del mismo modo, $\cos(\pi/9) = -\cos(8\pi/9)$ y así sucesivamente; por lo que la parte real también es $0$. Sólo pensar en términos de componentes.

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Dark Shikari Puntos 6178

Si $\alpha$ es una raíz, $-\alpha$ es una raíz diferente. Ambos se resumen a $0$

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