MediuPolinoameClasa 10

Problemă rezolvată de Polinoame

MediuPolinoameNumere ComplexeAlgebră și Calcule cu Numere Reale
Fie polinomul P(X)=X4+1P(X) = X^4 + 1. Să se descompună P(X)P(X) în factori ireductibili peste R\mathbb{R} și peste C\mathbb{C}. Apoi, să se rezolve ecuația P(X)=0P(X) = 0 în mulțimea numerelor complexe.

Rezolvare completă

10 puncte · 6 pași
12 puncte
Pentru descompunerea peste C\mathbb{C}, se rezolvă ecuația X4+1=0X^4 + 1 = 0, adică X4=1X^4 = -1. Se scrie 1-1 în formă trigonometrică: 1=cosπ+isinπ-1 = \cos \pi + i \sin \pi.
22 puncte
Rădăcinile de ordinul 4 ale lui 1-1 sunt: Xk=cosπ+2kπ4+isinπ+2kπ4X_k = \cos \frac{\pi + 2k\pi}{4} + i \sin \frac{\pi + 2k\pi}{4}, pentru k=0,1,2,3k = 0, 1, 2, 3.
32 puncte
Calculăm explicit: X0=cosπ4+isinπ4=22+i22X_0 = \cos \frac{\pi}{4} + i \sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} + i \frac{\sqrt{2}}{2}, X1=cos3π4+isin3π4=22+i22X_1 = \cos \frac{3\pi}{4} + i \sin \frac{3\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} + i \frac{\sqrt{2}}{2}, X2=cos5π4+isin5π4=22i22X_2 = \cos \frac{5\pi}{4} + i \sin \frac{5\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} - i \frac{\sqrt{2}}{2}, X3=cos7π4+isin7π4=22i22X_3 = \cos \frac{7\pi}{4} + i \sin \frac{7\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} - i \frac{\sqrt{2}}{2}.
41 punct
Descompunerea peste C\mathbb{C} este P(X)=(XX0)(XX1)(XX2)(XX3)P(X) = (X - X_0)(X - X_1)(X - X_2)(X - X_3).
52 puncte
Pentru descompunerea peste R\mathbb{R}, observăm că rădăcinile complexe sunt conjugate: X0X_0 și X3X_3 sunt conjugate, la fel X1X_1 și X2X_2. Produsele perechilor de factori dau factori pătratici cu coeficienți reali.
61 punct
Calculăm: (XX0)(XX3)=X2(X0+X3)X+X0X3=X22X+1(X - X_0)(X - X_3) = X^2 - (X_0 + X_3)X + X_0 X_3 = X^2 - \sqrt{2}X + 1 și (XX1)(XX2)=X2+2X+1(X - X_1)(X - X_2) = X^2 + \sqrt{2}X + 1. Astfel, descompunerea peste R\mathbb{R} este P(X)=(X22X+1)(X2+2X+1)P(X) = (X^2 - \sqrt{2}X + 1)(X^2 + \sqrt{2}X + 1).

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.