Potències i arrels enèssimes

Icono IDevice Potències i arrels

Elevar un nombre complex a un exponent enter, n, és una operació sumament senzilla en forma polar: Només cal elevar a n el seu mòdul i multiplicar per n l'argument.

D'altra banda, pel que fa a la radicació, veurem que resulta molt fàcil deduir que, llevat del 0, cada nombre complex té 2 arrels quadrades, 3 arrels cúbiques, 4 arrels quartes, etc.

 

Les potències d'exponent enter  
Si n indica un nombre natural, aleshores

Regles: 

 
La primera surt de la regla del producte:
La segona, es dedueix de la regla del quocient:

Escena: Feu crèixer l'exponent, n, clicant al seu control. Després, proveu canviant els valors del mòdul (r) i l'argument de z
 

Exemples
  1. Calcular el resultar de (1+i)n resulta molt senzill, si tenim en compta que la forma polar de 1+i és evident: 1+i = √245º. Per exemple,

(1+i)6 = (√245º)6 = (√2)66·45º = 23270º = 8270º = 8·(cos 270º + i sin 270º) = 8·(0 + i (-1)) = -8i

L'exemple resulta molt il·lustratiu, ja què ens indica clarament què convé fer per calcular potències (a+bi)n :

  • Primer, s'ha de passar a+bi a la forma polar (pas en color blau)
  • Després, es calcula potència en forma polar (pas de color vermell)
  • Finalment, es passa el resultat anterior a la forma binòmca (pas de color violeta)

Les arrels d'índex, n, natural  

Regla de les arrels:

 
La fórmula es dedueix fàcilment tenint en compta que si z és una arrel enèsima de x, aleshores zn = x:
Escena: Fent crèixer k, veureu les arrels cúbiques de z. Després, canviant el valor n veureu altres arrels. (Cliqueu Netejar, si cal)
 

Exemples
  1. Per calcular les tres arrels cúbiques del complex 64i, el passem primer a la forma polar, 6490º, després apliquem la fórmula anterior amb k = 0,1,2; i, finalment, passem a la forma binòmica els 3 resultats obtinguts (els colors indiquen els 3 passos):


Icono de iDevice Practiqueu amb potències i arrels
A veure si heu assimilat els mètodes de càlcul de potències i arrels: Llegiu els paràgrafs inferiors i empleneu els forats.

(Recordeu: No hi poseu espais;com a coma decimal utilitzeu el punt i, si n'hi ha més d'1 xifra decimal, talleu en la segona (així, 7.38 en compte de 7'386), i per posar la forma polar del resultat, poseu el mòdul, seguit d'una coma i, després, l'argument. Si és un resultat en forma binòmica, poseu-ne primer la part real, després la part imaginària amb el signe, i finalment, la i (així, 5.1-7.32i, en compte de 5.1+-7.325i); finalment, si una d'elles val, 0, no l'heu d'escriure (així, en compte de 0+41i hauríeu de posar 41i; en compte de -32+0i, s'haurà de posar -32)

  


Paco González (2008)
Institut Obert
de Catalunya