Trigonometría Ejemplos

Find the Cube Roots of a Complex Number
32+32i332+32i3 , n=3n=3
Paso 1
Calcula la distancia desde (a,b)(a,b) hasta el origen mediante la fórmula r=a2+b2r=a2+b2.
r=322+(332)2r=322+(332)2
Paso 2
Simplifica 322+(332)2322+(332)2.
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Paso 2.1
Simplifica la expresión.
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Paso 2.1.1
Eleva 3232 a la potencia de 22.
r=1024+(332)2r=1024+(332)2
Paso 2.1.2
Mueve 3232 a la izquierda de 33.
r=1024+(323)2r=1024+(323)2
Paso 2.1.3
Aplica la regla del producto a 323323.
r=1024+32232r=1024+32232
Paso 2.1.4
Eleva 3232 a la potencia de 22.
r=1024+102432r=1024+102432
r=1024+102432r=1024+102432
Paso 2.2
Reescribe 3232 como 33.
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Paso 2.2.1
Usa nax=axnnax=axn para reescribir 33 como 312312.
r=1024+1024(312)2r=1024+1024(312)2
Paso 2.2.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, (am)n=amn(am)n=amn.
r=1024+10243122r=1024+10243122
Paso 2.2.3
Combina 1212 y 22.
r=1024+1024322r=1024+1024322
Paso 2.2.4
Cancela el factor común de 22.
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Paso 2.2.4.1
Cancela el factor común.
r=1024+1024322
Paso 2.2.4.2
Reescribe la expresión.
r=1024+102431
r=1024+102431
Paso 2.2.5
Evalúa el exponente.
r=1024+10243
r=1024+10243
Paso 2.3
Simplifica la expresión.
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Paso 2.3.1
Multiplica 1024 por 3.
r=1024+3072
Paso 2.3.2
Suma 1024 y 3072.
r=4096
Paso 2.3.3
Reescribe 4096 como 642.
r=642
Paso 2.3.4
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
r=64
r=64
r=64
Paso 3
Calcula el ángulo de referencia θ̂=arctan(|ba|).
θ̂=arctan(|33232|)
Paso 4
Simplifica arctan(|33232|).
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Paso 4.1
Cancela el factor común de 32.
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Paso 4.1.1
Cancela el factor común.
θ̂=arctan(|33232|)
Paso 4.1.2
Divide 3 por 1.
θ̂=arctan(|3|)
θ̂=arctan(|3|)
Paso 4.2
3 es aproximadamente 1.7320508, que es positivo, así es que elimina el valor absoluto
θ̂=arctan(3)
Paso 4.3
El valor exacto de arctan(3) es π3.
θ̂=π3
θ̂=π3
Paso 5
Obtén el cuadrante.
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Paso 5.1
Mueve 32 a la izquierda de 3.
(32,323)
Paso 5.2
El punto se ubica en el primer cuadrante porque tanto x como y son positivas. Los cuadrantes están etiquetados en sentido contrario a las agujas del reloj, con inicio en la esquina superior derecha.
Cuadrante 1
Cuadrante 1
Paso 6
(a,b) está en el primer cuadrante. θ=θ̂
θ=π3
Paso 7
Usa la fórmula para obtener las raíces del número complejo.
(a+bi)1n=r1ncis(θ+2πkn), k=0,1,,n-1
Paso 8
Sustituye r, n y θ en la fórmula.
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Paso 8.1
Combina (64)13 y (π3)+2πk3.
cis(64)13((π3)+2πk)3
Paso 8.2
Combina c y (64)13((π3)+2πk)3.
isc((64)13((π3)+2πk))3
Paso 8.3
Combina i y c((64)13((π3)+2πk))3.
si(c((64)13((π3)+2πk)))3
Paso 8.4
Combina s y i(c((64)13((π3)+2πk)))3.
s(i(c((64)13((π3)+2πk))))3
Paso 8.5
Elimina los paréntesis.
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Paso 8.5.1
Elimina los paréntesis.
s(i(c(6413((π3)+2πk))))3
Paso 8.5.2
Elimina los paréntesis.
s(i(c(6413(π3+2πk))))3
Paso 8.5.3
Elimina los paréntesis.
s(i(c6413(π3+2πk)))3
Paso 8.5.4
Elimina los paréntesis.
s(i(c6413)(π3+2πk))3
Paso 8.5.5
Elimina los paréntesis.
s(ic6413(π3+2πk))3
Paso 8.5.6
Elimina los paréntesis.
s(ic6413)(π3+2πk)3
Paso 8.5.7
Elimina los paréntesis.
s(ic)6413(π3+2πk)3
Paso 8.5.8
Elimina los paréntesis.
sic6413(π3+2πk)3
sic6413(π3+2πk)3
sic6413(π3+2πk)3
Paso 9
Sustituye k=0 en la fórmula y simplifica.
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Paso 9.1
Reescribe 64 como 43.
k=0:(43)13cis((π3)+2π(0)3)
Paso 9.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, (am)n=amn.
k=0:43(13)cis((π3)+2π(0)3)
Paso 9.3
Cancela el factor común de 3.
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Paso 9.3.1
Cancela el factor común.
k=0:43(13)cis((π3)+2π(0)3)
Paso 9.3.2
Reescribe la expresión.
k=0:4cis((π3)+2π(0)3)
k=0:4cis((π3)+2π(0)3)
Paso 9.4
Evalúa el exponente.
k=0:4cis((π3)+2π(0)3)
Paso 9.5
Multiplica 2π(0).
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Paso 9.5.1
Multiplica 0 por 2.
k=0:4cis(π3+0π3)
Paso 9.5.2
Multiplica 0 por π.
k=0:4cis(π3+03)
k=0:4cis(π3+03)
Paso 9.6
Suma π3 y 0.
k=0:4cis(π33)
Paso 9.7
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
k=0:4cis(π313)
Paso 9.8
Multiplica π313.
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Paso 9.8.1
Multiplica π3 por 13.
k=0:4cis(π33)
Paso 9.8.2
Multiplica 3 por 3.
k=0:4cis(π9)
k=0:4cis(π9)
k=0:4cis(π9)
Paso 10
Sustituye k=1 en la fórmula y simplifica.
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Paso 10.1
Reescribe 64 como 43.
k=1:(43)13cis((π3)+2π(1)3)
Paso 10.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, (am)n=amn.
k=1:43(13)cis((π3)+2π(1)3)
Paso 10.3
Cancela el factor común de 3.
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Paso 10.3.1
Cancela el factor común.
k=1:43(13)cis((π3)+2π(1)3)
Paso 10.3.2
Reescribe la expresión.
k=1:4cis((π3)+2π(1)3)
k=1:4cis((π3)+2π(1)3)
Paso 10.4
Evalúa el exponente.
k=1:4cis((π3)+2π(1)3)
Paso 10.5
Multiplica 2 por 1.
k=1:4cis(π3+2π3)
Paso 10.6
Para escribir 2π como una fracción con un denominador común, multiplica por 33.
k=1:4cis(π3+2π333)
Paso 10.7
Combina 2π y 33.
k=1:4cis(π3+2π333)
Paso 10.8
Combina los numeradores sobre el denominador común.
k=1:4cis(π+2π333)
Paso 10.9
Simplifica el numerador.
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Paso 10.9.1
Multiplica 3 por 2.
k=1:4cis(π+6π33)
Paso 10.9.2
Suma π y 6π.
k=1:4cis(7π33)
k=1:4cis(7π33)
Paso 10.10
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
k=1:4cis(7π313)
Paso 10.11
Multiplica 7π313.
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Paso 10.11.1
Multiplica 7π3 por 13.
k=1:4cis(7π33)
Paso 10.11.2
Multiplica 3 por 3.
k=1:4cis(7π9)
k=1:4cis(7π9)
k=1:4cis(7π9)
Paso 11
Sustituye k=2 en la fórmula y simplifica.
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Paso 11.1
Reescribe 64 como 43.
k=2:(43)13cis((π3)+2π(2)3)
Paso 11.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, (am)n=amn.
k=2:43(13)cis((π3)+2π(2)3)
Paso 11.3
Cancela el factor común de 3.
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Paso 11.3.1
Cancela el factor común.
k=2:43(13)cis((π3)+2π(2)3)
Paso 11.3.2
Reescribe la expresión.
k=2:4cis((π3)+2π(2)3)
k=2:4cis((π3)+2π(2)3)
Paso 11.4
Evalúa el exponente.
k=2:4cis((π3)+2π(2)3)
Paso 11.5
Multiplica 2 por 2.
k=2:4cis(π3+4π3)
Paso 11.6
Para escribir 4π como una fracción con un denominador común, multiplica por 33.
k=2:4cis(π3+4π333)
Paso 11.7
Combina 4π y 33.
k=2:4cis(π3+4π333)
Paso 11.8
Combina los numeradores sobre el denominador común.
k=2:4cis(π+4π333)
Paso 11.9
Simplifica el numerador.
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Paso 11.9.1
Multiplica 3 por 4.
k=2:4cis(π+12π33)
Paso 11.9.2
Suma π y 12π.
k=2:4cis(13π33)
k=2:4cis(13π33)
Paso 11.10
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
k=2:4cis(13π313)
Paso 11.11
Multiplica 13π313.
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Paso 11.11.1
Multiplica 13π3 por 13.
k=2:4cis(13π33)
Paso 11.11.2
Multiplica 3 por 3.
k=2:4cis(13π9)
k=2:4cis(13π9)
k=2:4cis(13π9)
Paso 12
Enumera las soluciones.
k=0:4cis(π9)
k=1:4cis(7π9)
k=2:4cis(13π9)
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