Calcule

Números complexos: Infinito 12 A - Parte 3 Pág. 99 Ex. 60

Enunciado

Calcule:

  1. $${\left( { – 1 – \sqrt 3 i} \right)^6}$$
  2. $${\left( {\frac{{2 + 2i}}{{2 – 2i}}} \right)^4}$$
  3. $${\left[ {3\operatorname{cis} \left( { – \frac{{4\pi }}{3}} \right)} \right]^5}$$

Resolução

Forma trigonométrica da potência (Fórmula de Moivre):

Se $z = \rho \operatorname{cis} \theta $ é um número complexo não nulo, então $${z^n} = {\rho ^n}\operatorname{cis} \left( {n\theta } \right)$$

  1. Ora,
    $$\begin{array}{*{20}{l}}
    {{{\left( { – 1 – \sqrt 3 i} \right)}^6}}& = &{{{\left[ {2\left( { – \frac{1}{2} – \frac{{\sqrt 3 }}{2}i} \right)} \right]}^6}} \\
    {}& = &{{{\left( {2\operatorname{cis} \frac{{4\pi }}{3}} \right)}^6}} \\
    {}& = &{{2^6}\operatorname{cis} \left( {6 \times \frac{{4\pi }}{3}} \right)} \\
    {}& = &{64\operatorname{cis} \left( {8\pi } \right)} \\
    {}& = &{64\operatorname{cis} \left( 0 \right)}
    \end{array}$$
  2. Ora,
    $$\begin{array}{*{20}{l}}
    {{{\left( {\frac{{2 + 2i}}{{2 – 2i}}} \right)}^4}}& = &{{{\left( {\frac{{2\sqrt 2 \operatorname{cis} \frac{\pi }{4}}}{{2\sqrt 2 \operatorname{cis} \left( { – \frac{\pi }{4}} \right)}}} \right)}^4}} \\
    {}& = &{{{\left( {\frac{{2\sqrt 2 }}{{2\sqrt 2 }}\operatorname{cis} \left( {\frac{\pi }{4} + \frac{\pi }{4}} \right)} \right)}^4}} \\
    {}& = &{{1^4}\operatorname{cis} \left( {4 \times \frac{\pi }{2}} \right)} \\
    {}& = &{\operatorname{cis} \left( {2\pi } \right)} \\
    {}& = &{\operatorname{cis} \left( 0 \right)}
    \end{array}$$
  3. Ora,
    $$\begin{array}{*{20}{l}}
    {{{\left[ {3\operatorname{cis} \left( { – \frac{{4\pi }}{3}} \right)} \right]}^5}}& = &{{3^5}\operatorname{cis} \left( {5 \times \left( { – \frac{{4\pi }}{3}} \right)} \right)} \\
    {}& = &{243\operatorname{cis} \left( { – \frac{{20\pi }}{3} + 8\pi } \right)} \\
    {}& = &{243\operatorname{cis} \frac{{4\pi }}{3}}
    \end{array}$$

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