Упр.36.23 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
- Решите уравнение:
а) $$z^6+(8-i)z^3+(1+i)^6=0$$;
б) $$z^4+(2-4i)z^2-(1-i)^6=0$$.
а) Пусть $$u=1+i.$$ Тогда
$$|u|=\sqrt{1^2+1^2}=\sqrt2,\qquad \arg u=\frac{\pi}{4},$$
поэтому
$$u^6=(\sqrt2)^6\left(\cos\frac{6\pi}{4}+i\sin\frac{6\pi}{4}\right)=8\left(\cos\frac{3\pi}{2}+i\sin\frac{3\pi}{2}\right)=-8i.$$
Положим $$x=z^3.$$ Тогда получаем квадратное уравнение
$$x^2+(8-i)x+(1+i)^6=0.$$
Так как $$(1+i)^6=-8i,$$ имеем
$$x^2+(8-i)x-8i=0.$$
Дискриминант:
$$D=(8-i)^2-4\cdot 1\cdot(-8i)=64-16i+i^2+32i=63+16i.$$
Найдём корень:
$$\sqrt{63+16i}=8+i,$$
так как $$(8+i)^2=64+16i+i^2=63+16i.$$
Тогда
$$x_{1,2}=\frac{-(8-i)\pm(8+i)}{2},$$
откуда
$$x_1=-8,\qquad x_2=i.$$
1) Если $$z^3=-8,$$ то
$$z=2\left(\cos\frac{\pi+2\pi k}{3}+i\sin\frac{\pi+2\pi k}{3}\right),\qquad k=0,1,2.$$
Получаем корни:
$$z_1=1+\sqrt3\,i,\qquad z_2=-2,\qquad z_3=1-\sqrt3\,i.$$
2) Если $$z^3=i,$$ то
$$z=\cos\frac{\pi/2+2\pi k}{3}+i\sin\frac{\pi/2+2\pi k}{3},\qquad k=0,1,2.$$
Получаем корни:
$$z_4=\frac{\sqrt3}{2}+\frac12 i,\qquad z_5=-\frac{\sqrt3}{2}+\frac12 i,\qquad z_6=-i.$$
б) Пусть $$x=z^2.$$ Тогда
$$x^2+(2-4i)x-(1-i)^6=0.$$
Так как
$$(1-i)^6=8i,$$
получаем
$$x^2+(2-4i)x-8i=0.$$
Дискриминант:
$$D=(2-4i)^2+32i=-12+16i.$$
Найдём корень:
$$\sqrt{-12+16i}=2+4i,$$
так как $$(2+4i)^2=-12+16i.$$
Тогда
$$x_{1,2}=\frac{-(2-4i)\pm(2+4i)}{2},$$
откуда
$$x_1=-2,\qquad x_2=4i.$$
1) Если $$z^2=-2,$$ то
$$z=\pm i\sqrt2.$$
2) Если $$z^2=4i,$$ то
$$z=\pm\sqrt{4i}=\pm\sqrt2\,(1+i).$$
Ответ
а) $$-2,\;1\pm\sqrt3\,i,\;\frac12(\pm\sqrt3+i),\;-i.$$
б) $$\pm i\sqrt2,\;\pm\sqrt2\,(1+i).$$









