A partir de ${i^2} = – 1$

Números complexos: Infinito 12 A - Parte 3 Pág. 68 Ex. 27

Enunciado

A partir de ${i^2} =  – 1$

  1. Calcule: ${i^3}$, ${i^4}$, ${i^6}$, ${i^{10}}$, ${i^{96}}$ e ${i^{105}}$.
  2. Para todo o $n \in \mathbb{N}$, calcule: ${i^{4n}}$, ${i^{4n + 1}}$, ${i^{4n + 2}}$ e ${i^{4n + 3}}$.

Resolução

  1. Ora,
    $$\begin{array}{*{20}{l}}
    {{i^3} = {i^2} \times i =  – 1 \times i =  – i} \\
    {{i^4} = {{\left( {{i^2}} \right)}^2} = {{( – 1)}^2} = 1} \\
    {{i^6} = {{\left( {{i^2}} \right)}^3} = {{( – 1)}^3} =  – 1} \\
    {{i^7} = {{\left( {{i^2}} \right)}^3} \times i = {{( – 1)}^3} \times i =  – i} \\
    {{i^{10}} = {{\left( {{i^2}} \right)}^4} \times {i^2} = {{( – 1)}^4} \times ( – 1) =  – 1} \\
    {{i^{96}} = {{\left( {{i^2}} \right)}^{48}} = {{( – 1)}^{48}} = 1} \\
    {{i^{105}} = {{\left( {{i^2}} \right)}^{52}} \times i = {{( – 1)}^{52}} \times i = i}
    \end{array}$$
  2. Ora,
    $$\begin{array}{*{20}{l}}
    {{i^{4n}} = {{\left( {{i^4}} \right)}^n} = {1^n} = 1,\forall n \in \mathbb{N}} \\
    {{i^{4n + 1}} = {{\left( {{i^4}} \right)}^n} \times i = {1^n} \times i = i,\forall n \in \mathbb{N}} \\
    {{i^{4n + 2}} = {{\left( {{i^4}} \right)}^n} \times {i^2} = {1^n} \times ( – 1) =  – 1,\forall n \in \mathbb{N}} \\
    {{i^{4n + 3}} = {{\left( {{i^4}} \right)}^n} \times {i^3} = {1^n} \times ( – i) =  – i,\forall n \in \mathbb{N}}
    \end{array}$$

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