MediuPolinoameClasa 10

Problemă rezolvată de Polinoame

MediuPolinoameNumere ComplexeGeometrie Analitică
Determinați rădăcinile complexe ale polinomului P(X)=X4+1P(X) = X^4 + 1 și demonstrați că acestea reprezintă vârfurile unui pătrat în planul complex.

Rezolvare completă

10 puncte · 3 pași
14 puncte
Scriem X4=1X^4 = -1. Folosind forma polară, 1=eiπ-1 = e^{i\pi}, deci rădăcinile sunt Xk=ei(π+2kπ)/4X_k = e^{i(\pi + 2k\pi)/4} pentru k=0,1,2,3k=0,1,2,3, adică X0=eiπ/4=22+i22X_0 = e^{i\pi/4} = \frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2}, X1=ei3π/4=22+i22X_1 = e^{i3\pi/4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} + i\frac{\sqrt{2}}{2}, X2=ei5π/4=22i22X_2 = e^{i5\pi/4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} - i\frac{\sqrt{2}}{2}, X3=ei7π/4=22i22X_3 = e^{i7\pi/4} = \frac{\sqrt{2}}{2} - i\frac{\sqrt{2}}{2}.
23 puncte
Considerăm punctele în planul complex A(X0),B(X1),C(X2),D(X3)A(X_0), B(X_1), C(X_2), D(X_3). Calculăm distanțele: AB=X1X0=2+0i=2|AB| = |X_1 - X_0| = | -\sqrt{2} + 0i | = \sqrt{2}, BC=X2X1=0i2=2|BC| = |X_2 - X_1| = |0 - i\sqrt{2}| = \sqrt{2}, CD=X3X2=2+0i=2|CD| = |X_3 - X_2| = |\sqrt{2} + 0i| = \sqrt{2}, DA=X0X3=0+i2=2|DA| = |X_0 - X_3| = |0 + i\sqrt{2}| = \sqrt{2}, deci toate laturile sunt egale.
33 puncte
Verificăm unghiurile: arg(X1X0)=π\arg(X_1 - X_0) = \pi, arg(X2X1)=3π/2\arg(X_2 - X_1) = 3\pi/2, diferența este π/2\pi/2, deci ABC=90\angle ABC = 90^\circ. Similar, arg(X3X2)=0\arg(X_3 - X_2) = 0, arg(X0X3)=π/2\arg(X_0 - X_3) = \pi/2, diferența π/2\pi/2, etc., deci toate unghiurile sunt drepte. Astfel, ABCD este pătrat.

Ai rezolvat această problemă?

Trimite soluția ta și primește feedback AI detaliat — vezi exact unde ai greșit și cum să îmbunătățești.

Vreau evaluare AI — e gratuit

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.

62 zile până la BAC

Pregătește-te la Polinoame cu AI

Rezolvă probleme pe hârtie, fotografiază și primește feedback instant de la AI — ca de la un profesor.

Vreau evaluare AI pe soluția mea

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.