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Seja o número complexo \(z=\frac{x+y i}{3+4 i}\), com x e y reais e \(i^{2}=-1\). Se \(x^{2}+y^{2}=20\), então o módulo de z é igual a:
A) 0
B) \(\sqrt{5}\)
C) \(2 \sqrt{5/5}\)
D) 4
E) 10
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Estudo Através de Questões

ano passado

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ano passado

Para encontrar o módulo do número complexo \( z = \frac{x + yi}{3 + 4i} \), precisamos primeiro multiplicar o numerador e o denominador pelo conjugado do denominador, que é \( 3 - 4i \). Assim, temos: \[ z = \frac{(x + yi)(3 - 4i)}{(3 + 4i)(3 - 4i)} \] Calculando o denominador: \[ (3 + 4i)(3 - 4i) = 3^2 - (4i)^2 = 9 - 16(-1) = 9 + 16 = 25 \] Agora, calculando o numerador: \[ (x + yi)(3 - 4i) = 3x - 4xi + 3yi - 4y(-1) = 3x + 4y + (3y - 4x)i \] Portanto, temos: \[ z = \frac{3x + 4y + (3y - 4x)i}{25} \] O módulo de \( z \) é dado por: \[ |z| = \frac{\sqrt{(3x + 4y)^2 + (3y - 4x)^2}}{25} \] Agora, vamos calcular \( (3x + 4y)^2 + (3y - 4x)^2 \): 1. \( (3x + 4y)^2 = 9x^2 + 24xy + 16y^2 \) 2. \( (3y - 4x)^2 = 9y^2 - 24xy + 16x^2 \) Somando: \[ (3x + 4y)^2 + (3y - 4x)^2 = 9x^2 + 16y^2 + 9y^2 + 16x^2 = 25x^2 + 25y^2 = 25(x^2 + y^2) \] Como sabemos que \( x^2 + y^2 = 20 \): \[ (3x + 4y)^2 + (3y - 4x)^2 = 25 \cdot 20 = 500 \] Portanto, o módulo de \( z \) é: \[ |z| = \frac{\sqrt{500}}{25} = \frac{10\sqrt{5}}{25} = \frac{2\sqrt{5}}{5} \] Nenhuma das alternativas parece corresponder exatamente a esse resultado, mas a alternativa que mais se aproxima é a opção C) \( 2 \sqrt{5/5} \), que é equivalente a \( \frac{2\sqrt{5}}{5} \). Portanto, a resposta correta é: C) \( 2 \sqrt{5/5} \).

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