El origen de i al cuadrado igual a -1

protection click fraud

En el estudio de números complejos nos encontramos con la siguiente igualdad: i2 = – 1.
La justificación de esta igualdad generalmente se asocia con la resolución de ecuaciones de segundo grado con raíces cuadradas negativas, lo cual es un error. El origen de la expresión i2 = - 1 aparece en la definición de números complejos, otro tema que también suscita muchas dudas. Entendamos la razón de tal igualdad y cómo surge.
Primero, hagamos algunas definiciones.
1. Un par ordenado de números reales (x, y) se llama número complejo.
2. Números complejos (x1y1) y (x2y2) son iguales si y solo si x1 = x2 y y1 = y2.
3. La suma y la multiplicación de números complejos se definen por:
(X1y1) + (x2y2) = (x1 + x2y1 + y2)
(X1y1)*(X2y2) = (x1*X2 - y1* y2, X1* y2 + y1*X2)
Ejemplo 1. Considere z1 = (3, 4) yz2 = (2, 5), calcula z1 + z2 yz1* z2.
Solución:
z1 + z2 = (3, 4) + (2, 5) = (3+2, 4+5) = (5, 9)
z1* z2 = (3, 4)*(2, 5) = (3*2 – 4*5, 3*5 + 4*2) = (– 14, 23)
Usando la tercera definición, es fácil demostrar que:
(X1, 0) + (x

instagram story viewer
2, 0) = (x1 + x2, 0)
(X1, 0) * (x2, 0) = (x1*X2, 0)
Estas igualdades muestran que con respecto a las operaciones de suma y multiplicación, los números complejos (x, y) se comportan como números reales. En este contexto, podemos establecer la siguiente relación: (x, 0) = x.
Usando esta relación y el símbolo i para representar el número complejo (0, 1), podemos escribir cualquier número complejo (x, y) de la siguiente manera:
(x, y) = (x, 0) + (0, 1) * (y, 0) = x + iy → que es la forma normal de llamar a un número complejo.
Por tanto, el número complejo (3, 4) en forma normal se convierte en 3 + 4i.
Ejemplo 2. Escribe los siguientes números complejos en forma normal.
a) (5, - 3) = 5 - 3i
b) (- 7, 11) = - 7 + 11i
c) (2, 0) = 2 + 0i = 2
d) (0, 2) = 0 + 2i = 2i
Ahora observe que llamamos i el número complejo (0, 1). Veamos qué pasa al hacer i2.
Sabemos que i = (0, 1) y que i2 = yo * yo. Sigue eso:
I2 = yo * yo = (0, 1) * (0, 1)
Usando la definición 3, tendremos:
I2 = yo * yo = (0, 1) * (0, 1) = (0 * 0 - 1 * 1, 0 * 1 + 1 * 0) = (0 - 1, 0 + 0) = (- 1, 0 )
Como vimos anteriormente, todo número complejo de la forma (x, 0) = x. Así,
I2 = yo * yo = (0, 1) * (0, 1) = (0 * 0 - 1 * 1, 0 * 1 + 1 * 0) = (0 - 1, 0 + 0) = (- 1, 0 ) = - 1.
Llegamos a la famosa igualdad i2 = – 1.

Por Marcelo Rigonatto
Especialista en Estadística y Modelización Matemática
Equipo Escolar de Brasil

Números complejos - Matemáticas - Escuela Brasil

Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/matematica/a-origem-i-ao-quadrado-igual-1.htm

Teachs.ru

Descubre las zonas de renovación de cada signo en el nuevo año astrológico

Para las personas que conocen el año astrológico, saben que comienza en unos pocos días. El 20 de...

read more

Neymar en el mercado NFT: ¡entiende!

Neymar Júnior, ídolo del fútbol brasileño, demostró que también le gustan las inversiones diferen...

read more

Las empresas pueden ser grandes promotoras de la lectura

Brasil tiene un promedio de lectura mucho más bajo de lo esperado, y eso es un problema estructur...

read more
instagram viewer