8 votos

¿Qué es? $sin(\pi/2 +iln2)$

He intentado esto es un par de maneras diferentes y tienen diferentes respuestas.

  1. $\sin(\pi/2+i\ln2)=\cos(i\ln2)=\cosh(\ln2)=\frac{e^{\ln2}+e^{-\ln2}}{2}=5/4$

  2. $\sin(\pi/2+i\ln2)={\rm Im}(e^{i(\pi/2+i\ln2)})={\rm Im}(ie^{-\ln2})={\rm Im}(1/2i)=1/2$

Tengo la sensación de que lo primero es correcto, pero no estoy seguro de dónde puede haberse equivocado lo otro.

3 votos

Hay algo sospechoso en todos estos votos a favor en sólo 20 minutos.

0 votos

@OpenBall ¡No es cosa mía si hay algo en marcha! ¡Acabo de publicar la pregunta, he ido a una conferencia y estoy comprobando de nuevo ahora! Supongo que es porque la distinción de cuándo son válidas las expansiones/métodos no se enseña bien en las escuelas(ciertamente nunca me he encontrado con esto) así que parece un extraño enigma hasta que sabes que un método simplemente no es válido.

6voto

Alex S Puntos 6684

La primera es correcta. En la segunda, estás usando ese $\sin(x)=\text{im}(e^{ix}),$ pero eso sólo se aplica si $x$ es real, lo que no es el caso aquí. Sabemos que $e^{ix}=\cos(x)+i\sin(x)$ , lo que hace que se vea como $\sin(x)$ es la parte imaginaria de $e^{ix}$ Pero, ¿y si $\cos(x)$ y $\sin(x)$ no son reales?

6voto

Hannebambel Puntos 71

Mi opinión es que $\sin(x)=\mathrm{Im}(e^{ix})$ sólo funciona para $x\in \mathbb{R}$ . Tomemos por ejemplo la representación en serie de $$\sin(x)=\sum_{n=0}^\infty (-1)^n \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}$$ Ahora bien, si insertamos $\sin(ix)$ con verdaderos $x$ entonces vemos que $\sin(ix)\in\mathbb{C}$ . Por otra parte, vemos que $\sin(ix)=\mathrm{Im}(e^{i(ix)}) = \mathrm{Im}(e^{-x})=0$ lo que contradice claramente nuestro hallazgo anterior. La única solución válida para el complejo $x$ sería $$\sin(x)=\frac{1}{2i}(e^{ix}-e^{-ix})$$

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