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Sendo [tex]\sf i = \sqrt{-1}[/tex], unidade imaginária do conjunto dos números complexos, qual o valor da expressão [tex]\sf \cfrac{i^{303} + i^{407} }{i^{14}}[/tex]

Sagot :

SubGui

Olá, boa tarde.

Para resolvermos a questão, devemos nos relembrar de algumas propriedades estudadas sobre números complexos e potências de [tex]i[/tex].

Seja [tex]i=\sqrt{-1}[/tex] a unidade imaginária. Buscamos o valor da seguinte expressão:

[tex]\dfrac{i^{303}+i^{407}}{i^{14}}[/tex]

Para isso, lembre-se que as potências de [tex]i[/tex] têm período igual a [tex]4[/tex], isto é, considerando [tex]i^0=1,~i^1=i,~i^2=-1[/tex] e [tex]i^3=-i[/tex], estes valores se repetem nesta ordem à medida que o expoente cresce.

Assim, para calcular uma potência qualquer, divide-se o expoente por [tex]4[/tex] e o novo expoente é o resto dessa divisão.

Calculando a potência [tex]i^{303}[/tex], temos:

[tex]303=75\cdot 4 + \bold{3}[/tex], logo [tex]i^{303}=i^3=-i[/tex].

Calculando a potência [tex]i^{407}[/tex], temos:

[tex]407=101\cdot 4 +\bold{3}[/tex], logo [tex]i^{407}=i^3=-i[/tex]

Por fim, calculando a potência [tex]i^{14}[/tex], temos:

[tex]14=3\cdot4+\bold{2}[/tex], logo [tex]i^{14}=i^2=-1[/tex]

Assim, teremos:

[tex]\dfrac{-i-i}{-1}[/tex]

Some os termos semelhantes

[tex]\dfrac{-2i}{-1}[/tex]

Simplifique a fração por um fator [tex](-1)[/tex]

[tex]2i~~\checkmark[/tex]

Este é o resultado desta expressão.

Resposta:

[tex]\textsf{Leia abaixo}[/tex]

Explicação passo a passo:

[tex]\mathsf{\dfrac{i^{303} + i^{407}}{i^{14}}}[/tex]

[tex]\mathsf{\dfrac{i.(i^2)^{151} + i.(i^2)^{203}}{(i^2)^{7}}}[/tex]

[tex]\mathsf{\dfrac{i.(-1)^{151} + i.(-1)^{203}}{(-1)^{7}}}[/tex]

[tex]\mathsf{\dfrac{-i - i}{-1}}[/tex]

[tex]\boxed{\boxed{\mathsf{\dfrac{i^{303} + i^{407}}{i^{14}} = 2i}}}[/tex]