z^4=1-i (уравнение)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

Неизвестное в уравнении :

Искать численное решение на промежутке:

[, ]

    Найду корень уравнения: z^4=1-i

    Решение

    Вы ввели [src]
     4        
    z  = 1 - I
    z4=1iz^{4} = 1 - i
    Подробное решение
    Дано уравнение
    z4=1iz^{4} = 1 - i
    Т.к. степень в ур-нии равна = 4 и свободный член = 1 - i комплексное,
    зн. действительных решений у соотв. ур-ния не существует

    Остальные 4 корня(ей) являются комплексными.
    сделаем замену:
    w=zw = z
    тогда ур-ние будет таким:
    w4=1iw^{4} = 1 - i
    Любое комплексное число можно представить так:
    w=reipw = r e^{i p}
    подставляем в уравнение
    r4e4ip=1ir^{4} e^{4 i p} = 1 - i
    где
    r=28r = \sqrt[8]{2}
    - модуль комплексного числа
    Подставляем r:
    e4ip=2(1i)2e^{4 i p} = \frac{\sqrt{2} \cdot \left(1 - i\right)}{2}
    Используя формулу Эйлера, найдём корни для p
    isin(4p)+cos(4p)=2(1i)2i \sin{\left(4 p \right)} + \cos{\left(4 p \right)} = \frac{\sqrt{2} \cdot \left(1 - i\right)}{2}
    значит
    cos(4p)=22\cos{\left(4 p \right)} = \frac{\sqrt{2}}{2}
    и
    sin(4p)=22\sin{\left(4 p \right)} = - \frac{\sqrt{2}}{2}
    тогда
    p=πN2π16p = \frac{\pi N}{2} - \frac{\pi}{16}
    где N=0,1,2,3,...
    Перебирая значения N и подставив p в формулу для w
    Значит, решением будет для w:
    w1=28sin(π16)28icos(π16)w_{1} = - \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    w2=28sin(π16)+28icos(π16)w_{2} = \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    w3=28cos(π16)+28isin(π16)w_{3} = - \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    w4=28cos(π16)28isin(π16)w_{4} = \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    делаем обратную замену
    w=zw = z
    z=wz = w

    Тогда, окончательный ответ:
    z1=28sin(π16)28icos(π16)z_{1} = - \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    z2=28sin(π16)+28icos(π16)z_{2} = \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    z3=28cos(π16)+28isin(π16)z_{3} = - \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    z4=28cos(π16)28isin(π16)z_{4} = \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    График
    Быстрый ответ [src]
           8 ___    /pi\     8 ___    /pi\
    z1 = - \/ 2 *sin|--| - I*\/ 2 *cos|--|
                    \16/              \16/
    z1=28sin(π16)28icos(π16)z_{1} = - \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
         8 ___    /pi\     8 ___    /pi\
    z2 = \/ 2 *sin|--| + I*\/ 2 *cos|--|
                  \16/              \16/
    z2=28sin(π16)+28icos(π16)z_{2} = \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
           8 ___    /pi\     8 ___    /pi\
    z3 = - \/ 2 *cos|--| + I*\/ 2 *sin|--|
                    \16/              \16/
    z3=28cos(π16)+28isin(π16)z_{3} = - \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
         8 ___    /pi\     8 ___    /pi\
    z4 = \/ 2 *cos|--| - I*\/ 2 *sin|--|
                  \16/              \16/
    z4=28cos(π16)28isin(π16)z_{4} = \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}
    Сумма и произведение корней [src]
    сумма
          8 ___    /pi\     8 ___    /pi\   8 ___    /pi\     8 ___    /pi\     8 ___    /pi\     8 ___    /pi\   8 ___    /pi\     8 ___    /pi\
    0 + - \/ 2 *sin|--| - I*\/ 2 *cos|--| + \/ 2 *sin|--| + I*\/ 2 *cos|--| + - \/ 2 *cos|--| + I*\/ 2 *sin|--| + \/ 2 *cos|--| - I*\/ 2 *sin|--|
                   \16/              \16/            \16/              \16/              \16/              \16/            \16/              \16/
    (28cos(π16)28isin(π16))+(((0(28sin(π16)+28icos(π16)))+(28sin(π16)+28icos(π16)))(28cos(π16)28isin(π16)))\left(\sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right) + \left(\left(\left(0 - \left(\sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right)\right) + \left(\sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right)\right) - \left(\sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right)\right)
    =
    0
    00
    произведение
      /  8 ___    /pi\     8 ___    /pi\\ /8 ___    /pi\     8 ___    /pi\\ /  8 ___    /pi\     8 ___    /pi\\ /8 ___    /pi\     8 ___    /pi\\
    1*|- \/ 2 *sin|--| - I*\/ 2 *cos|--||*|\/ 2 *sin|--| + I*\/ 2 *cos|--||*|- \/ 2 *cos|--| + I*\/ 2 *sin|--||*|\/ 2 *cos|--| - I*\/ 2 *sin|--||
      \           \16/              \16// \         \16/              \16// \           \16/              \16// \         \16/              \16//
    1(28sin(π16)28icos(π16))(28sin(π16)+28icos(π16))(28cos(π16)+28isin(π16))(28cos(π16)28isin(π16))1 \left(- \sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right) \left(\sqrt[8]{2} \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right) \left(- \sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} + \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right) \left(\sqrt[8]{2} \cos{\left(\frac{\pi}{16} \right)} - \sqrt[8]{2} i \sin{\left(\frac{\pi}{16} \right)}\right)
    =
            -pi*I 
            ------
       ___    4   
    -\/ 2 *e      
    2eiπ4- \sqrt{2} e^{- \frac{i \pi}{4}}
    Численный ответ [src]
    z1 = 0.212747504726743 + 1.06955393236399*i
    z2 = 1.06955393236399 - 0.212747504726743*i
    z3 = -1.06955393236399 + 0.212747504726743*i
    z4 = -0.212747504726743 - 1.06955393236399*i