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Complexos na Forma Algébrica – 2019 - GABARITO 1. Considere i a unidade imaginária dos números complexos. O valor da expressão (i + 1)8 é: a) 32i b) 32 c) 16 d) 16i Solução. Considerando que (i + 1)2 = i2 + 2i + 1 = -1 + 2i +1 = 2i, temos: (i + 1)8 = [(i + 1)2]4 = (2i)4 = (2)4.(i)4 = (16).(1) = 16. 2. Sendo i a unidade imaginária dos números complexos, obtenha: a) b) c) Solução. Resolvendo as operações e utilizando as propriedades das potências de i, temos: a) . b) . c) . 3. (UERJ) João desenhou um mapa do quintal da sua casa onde enterrou um cofre. Para isso, usou um sistema de coordenadas retangulares, colocando a origem O na base de uma mangueira, e os eixos Ox e Oy com sentidos oeste-leste e sul-norte, respectivamente. Cada ponto (x,y), nesse sistema, e a representação de um numero complexo z = x + iy, x є IR, y є IR e i2 = – 1. Para indicar a posição (x1, y1) e a distancia d do cofre a origem, João escreveu a seguinte observação no canto do mapa: x1 + iy1 = (1 + i)9. a) Calcule as coordenadas (x1, y1). b) Calcule o valor de d. Solução. A distância “d” será do ponto (x1, y1) até (0,0). Temos: a) . b) A distância é a hipotenusa do triângulo retângulo de catetos 16 e 16. Logo, . 4. O número complexo em que i2 = -1 é igual a: a) b) c) d) e) Solução. Multiplicando e dividindo os termos pelo conjugado do denominador, temos: . 5. Encontre os resultados: a) i2007 + i2009 + i2006 + i2008 = b) i-343 = c) Solução. Aplicando as propriedades das potências de i, vem: a) i2007 + i2009 + i2006 + i2008 = i3 + i1 + i2 + i0 = - i + i - 1 + 1 = 0. b) . c) . 6. (FUVEST) Sabendo que a é um número real e que a parte imaginária do número complexo é zero, então a é: a) – 4 b) – 2 c) 1 d) 2 e) 4 Solução. Multiplicando e dividindo os termos pelo conjugado do denominador, temos: . 7. (MACKENZIE) Se i2 = – 1, então (1 + i).(1 + i)2.(1 + i)3.(1 + i)4 é igual a: a) 2i b) 4i c) 8i d) 32i Solução. Utilizando as propriedades das operações e potências de i, temos: . 8. Resolva, em C, as equações: a) 3x + 3i = 11 + 2xi b) x2 – 10x + 29 = 0 c) , em que representa o conjugado de z. Solução. Considerando z = a + bi, quando necessário e utilizando as fórmulas de resolução de equações quadráticas, temos: a) . b) . c) . 9. (UNESP) Considere os números complexos w = 4 + 2i e z = 3a + 4ai, onde a e um numero real positivo e i indica a unidade imaginaria. Se, em centímetros, a altura de um triangulo é e a base é a parte real de z.w, determine a de modo que a área do triangulo seja 90cm2. Solução. Calculando os valores da base e altura do triângulo, temos: . 10. (UNESP) Se z = (2 + i).(1 + i).i, então o conjugado de z, será dado por a) – 3 – i b) 1 – 3i c) 3 – i d) – 3 + i e) 3 + i Solução. Calculando a multiplicação, temos: . 11. (UNESP) Quatro números complexos representam, no plano complexo, vértices de um paralelogramo. Três dos números são , e . O quarto número tem as partes real e imaginária positivas. Esse número é: a) 2 + 3i b) c) 3 + 5i d) e) 4 + 5i Solução. As diagonais de um paralelogramo cortam-se ao meio. As coordenadas do ponto médio entre dois pontos são as médias aritméticas das coordenadas desses pontos. Identificando as coordenadas dos complexos, temos: . O ponto médio entre Z2 e Z3 é o mesmo entre Z1 e Z4. . Logo, . 6 6 ) i 1 ( ) i 1 ( - + + i 2 23 i 2 15 8 ) 1 ( 15 i 2 8 i 15 i 12 i 10 8 ) i 5 4 )( i 3 2 ( 2 + = + + = - - + = - + - = - + 25 16 9 ) 1 ( 16 9 i 16 9 ) i 4 ( ) 3 ( ) i 4 3 )( i 4 3 ( 2 2 2 = + = - - = - = - = - + [ ] [ ] [ ] [ ] 0 i 8 i 8 ) i ).( 8 ( ) i ).( 8 ( ) i .( ) 2 ( ) i .( ) 2 ( i 2 i 2 ) i 1 ( ) i 1 ( ) i 1 ( ) i 1 ( i 2 1 i 2 1 i i 2 1 ) i 1 ( i 2 1 i 2 1 i i 2 1 ) i 1 ( 3 3 3 3 3 3 3 2 3 2 6 6 2 2 2 2 = + - = - - + - = - + = - + = = - + + = - + + Þ î í ì - = - - = + - = - = - + = + + = + [ ] [ ] ) 16 , 16 ( ) y , x ( , Logo i 16 16 ) i 1 .( 16 ) i 1 .( i 2 ) i 1 .( ) i 1 ( ) i 1 .( ) i 1 ( ) i 1 ( 1 1 4 4 2 8 9 = + = + = + = + + = + + = + ( ) 2 16 16 . 2 16 16 d 2 2 2 = = + = i 2 1 i 4 7 z + + = i 2 7 + i 2 3 - i 2 3 + i 2 7 - i 2 6 + i 2 3 5 i 10 15 4 1 8 i 10 7 ) 1 ( 4 1 ) 1 ( 8 i 10 7 ) i 2 ( 1 i 8 i 4 i 14 7 i 2 1 i 2 1 . i 2 1 i 4 7 z 2 2 2 - = - = + + - = - - - - - = - - + - = ÷ ø ö ç è æ - - + + = = å = 18 5 n n i i 1 i ) 1 ( i i i i i . i 1 i 1 i 1 i 1 i 2 3 343 343 = = - - = - = - = - = = = - ( ) ( ) ( ) i 1 1 1 ) 1 i ( 2 i 1 i 1 . i 1 i 2 i 1 i 2 i 1 1 1 . i i 1 i 1 . i i 1 i 1 . i S i ... i i i 2 1 14 5 18 6 5 18 5 n n + - = + - = + + - = - = - + = - - = - - = Þ + + + = å = i 2 a i 2 z + + = ( ) ) 0 4 a : OBS ( . 4 a 0 4 a 0 4 a ) 4 a ( 0 ) z Im( 4 a ) 4 a ( ) z Im( 4 a i ) 4 a ( 4 a 2 a 2 4 a i ) 4 a ( 2 a 2 ) 1 .( 4 a ) 1 ( 2 i ) 4 a ( a 2 i 2 a i 2 ai i 4 a 2 i 2 a i 2 a . i 2 a i 2 z 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ¹ + = Þ = - Þ = + - Þ ï î ï í ì = + - = Þ Þ + - + + + = + - + + = - - - - - + = - - + - = ÷ ø ö ç è æ - - + + = [ ] i 32 ) 2 ( i 16 ) 1 i .( i 16 ) 1 i ).( 1 i .( i 16 ) 4 ).( 1 i .( 2 . i 2 ). i 1 ( ) i 1 .( ) i 1 .( ) i 1 ).( i 1 ( 4 i 4 ) i 2 ( ) i 1 ( ) i 1 ( ) 1 i ( 2 2 i 2 i 2 i 2 ) i 1 .( i 2 ) i 1 .( ) i 1 ( ) i 1 ( i 2 ) i 1 ( 2 2 4 3 2 2 2 2 2 4 2 2 3 2 = - - = - - = - + - = - - + = + + + + Þ Þ ï î ï í ì - = = = + = + - = - = + = + = + + = + = + i 5 12 z z 2 + = + z { } i 3 S . i 3 i 13 13 13 39 13 i 13 39 4 9 ) 1 ( 6 i 13 33 i 4 9 i 6 i 9 i 22 33 x i 2 3 i 2 3 . i 2 3 i 3 11 i 2 3 i 3 11 x i 3 11 ) i 2 3 ( x i 3 11 xi 2 x 3 xi 2 11 i 3 x 3 2 2 + = + = + = + = + - - + = - - - + = Þ Þ ÷ ø ö ç è æ + + - - = - - = Þ - = - Þ - = - Þ + = + { } i 2 5 , i 2 5 S . i 2 5 2 i 4 10 x i 2 5 2 i 4 10 x 2 i 4 10 x 2 16 10 2 116 100 10 ) 1 ( 2 ) 29 ).( 1 .( 4 100 ) 10 ( x 0 29 x 10 x 2 1 2 + - = ï ï î ï ï í ì - = - = + = + = Þ ± = Þ Þ - ± = - ± = - ± - - = Þ = + - { } i 5 4 S i 5 4 z 5 b 4 3 12 a 12 a 3 i 5 12 bi a 3 i 5 12 bi a bi 2 a 2 i 5 12 ) bi a ( ) bi a ( 2 bi a z bi a z i 5 12 z z 2 + = + = Þ ï î ï í ì = = = Þ = Þ Þ + = + Þ + = - + + Þ + = - + + Þ î í ì - = + = + = + z ) i 5 4 )( i 3 2 ( - + ( ) ( ) [ ] [ ] [ ] [ ] 3 9 a 20 180 a 180 a 20 90 2 ) a 5 ( x ) a 4 ( 90 Área 2 ) altura ( x ) base ( Área ) iii a 4 ai 22 a 4 Re a 8 ai 16 ai 6 a 12 Re ai 8 ai 16 ai 6 a 12 Re i 2 4 . ai 4 a 3 Re base i 2 4 w ai 4 a 3 z ) ii a 5 a 25 a 16 a 9 ) a 4 ( ) a 3 ( altura z altura ai 4 a 3 z ) i 2 2 2 2 2 2 2 2 = = Þ = Þ = Þ = Þ ï î ï í ì = = = + Þ Þ - + + = + + + = + + = Þ î í ì + = + = = = + = + = Þ î í ì = + = i 3 z ) ii i 3 i 3 i i ). i 3 1 ( i ). 1 i 3 2 ( i ). i i i 2 2 ( i ). i 1 ).( i 2 ( z ) i 2 2 - - = + - = + = + = - + = + + + = + + = i 3 3 z 1 - - = 1 z 2 = i 2 5 1 z 3 + - = i 2 11 3 + i 2 11 2 + ÷ ø ö ç è æ = ÷ ÷ ÷ ÷ ø ö ç ç ç ç è æ + - = Þ ï î ï í ì ÷ ø ö ç è æ - = = 4 5 , 0 2 2 5 0 , 2 1 1 PM 2 5 , 1 z ) 0 , 1 ( z 3 2 ( ) ï î ï í ì = = = Þ î í ì = - = - Þ ï ï î ï ï í ì = + - = + - Þ Þ ï ï î ï ï í ì ÷ ø ö ç è æ + - + - = Þ î í ì = - - = ÷ ø ö ç è æ = 2 11 4 22 y 3 x 10 12 y 4 0 3 x 4 5 2 y 3 0 2 x 3 2 y 3 , 2 x 3 PM ) y , x ( z 3 , 3 z 4 5 , 0 PM 4 1 ) i 4 3 )( i 4 3 ( - + i 2 11 3 z 4 + =
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