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Números
complejos
La
s m
ate
má
tic
as
so
n
fác
ile
s
√ ⃗
̅
Álgebra 6
Christiam Huertas
Nivel UNI
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
2 Christiam Huertas
Índice
1. Número complejo 03
2. Representación geométrica 04
3. Unidad imaginaria 05
4. Módulo de un número complejo 10
5. Forma polar o trigonométrica 12
6. Teorema de De Moivre 15
7. Exponencial compleja 17
8. Radicación de números complejos 19
9. Raíz enésima de la unidad 21
10. Problemas resueltos 23
11. Problemas propuestos 48
12. Claves 52
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 3
Números complejos
Históricamente los n úmeros complejos
fueron introducidos para tratar ecuaciones
polinomiales, tales como , que
no tienen solución real.
El camino hasta su descubrimiento no fue
fácil, y su terminología se debe en parte a
esto; se les ha denominado números
"imposibles" e "imaginarios", y la palabra
"complejo" da la impresión de que no son
algo sencillo de entender.
Afortunadamente, esa no es la situación
actual: podemos introducirlos de manera
relativamente elemental.
Número complejo
Un número complejo se define como el
par ordenado de números reales ( ), es
decir:
( ) es un número
complejo
Ejemplo 1.
Son números complejos:
( )
( √ )
(
)
( )
OBS.
Al conjunto de todos los números
complejos se le denota como: , es decir:
{ ( ) }
Forma binómica de un
número complejo
Todo número complejo ( ) es
posible expresarlo como ,
donde √ es la unidad imaginaria.
Es decir,
( )
Ejemplo 2.
Son números complejos:
( )
( √ ) √
(
)
( )
Definiciones
Para todo número complejo ,
se define:
: parte real de . Se denota,
( )
: parte imaginaria de . Se denota,
( )
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
4 Christiam Huertas
Ejemplo 3.
Dado el complejo , entonces
( )
( )
Dado el complejo √ ,
entonces
( ) √
( )
Igualdad de números
complejos
Dos números complejos son iguales, si y
solo si sus partes reales y sus partes
imaginarias son iguale s respectivamente.
Es decir; si
y
entonces:
Ejemplo 4.
Dados los números complejos
y
Halle el menor valor de si .
Resolución.
Por dato:
Por definición de igualdad de complejos:
y
De donde:
y ( )
Por lo tanto, el menor valor de .
Representación geomé-
trica de un número com-
plejo (diagrama de Argand)
La representación geométrica se realiza en
un plano, al cual lo llamaremos Plano
Complejo o Plano de Gauss . Donde al
eje lo denominaremos eje real y al eje
como el eje imaginario.
Sea con y .
Donde ⃗⃗⃗⃗ ⃗ es el radio vector del complejo
.
Ejemplo 5.
Represente geométricamente a los números
complejos:
y
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 5
Resolución.
Para :
Ubicamos:
en el eje real y
en el eje imaginario
Para :
Ubicamos:
en el eje real y
en el eje imaginario
Unidad imaginaria
La unidad imaginaria es el número √
y se designa por la letra . Es decir,
√
Potencias de la unidad
imaginaria
Estudiaremos las potencias enteras del
número , teniendo en cuenta las
siguientes definiciones:
Luego,
…
OBS.
Se observa que las potencias enteras de se
repiten cada cuatro veces, y se obtiene solo
uno de los cuatro valores:
; ; ;
Propiedades
1.
En general:
;
2.
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
6 Christiam Huertas
En general:
;
3. La suma de cuatro potencias
consecutivas es cero. Es decir,
;
Ejemplo 6.
, pues es múltiplo de .
, pues es múltiplo de .
( )
Ejemplo 7.
Calcule el valor de .
Resolución.
Nos piden calcular
⏟
⏟
(pues 2012 es múltiplo de 4)
Por lo tanto, .
Ejemplo 8.
Dado el complejo
calcule ( ) ( ).
Resolución.
Nos piden calcular
Recuerde que:
̇ (es múltiplo de )
̇ (es múltiplo de )
Es decir, ̇ (múltiplo de 4) a partir de
.
Luego,
̇ ̇ ̇⏟
⏟
Por lo tanto,
( ) ( )
Ejemplo 9.
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 7
Tipos de números
complejos
1 Complejo real
Es aquel complejo que carece de parte
imaginaria; es decir, su parte imaginaria
es cero.
;
2
Complejo imaginario
puro
Es aquel complejo que carece de parte
real; es decir, su parte real es cero.
; { }
3 Complejo nulo
Es aquel complejo donde su parte real e
imaginaria son ceros.
Ejemplo 10.
√
son complejos reales
son complejos imaginarios puros
Ejemplo 11.
Si el complejo ( ) es imaginario
puro, halle el menor valor real de .
Resolución.
Se tiene el complejo
( )
( )
Como es imaginario puro, entonces
( ) ⏟
o
Por lo tanto, el menor valor de es .
Relaciones entre
números complejos
Dado el complejo , se definen:
1
Conjugado de :
̅
2
Opuesto de :
Ejemplo 12.
Si , entonces
{
̅
Si √ , entonces
{
̅ √
√
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
8 Christiam Huertas
Representación geomé-
trica de: , ̅ y
Propiedades
̅
̿
̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ ̅
̅̅ ̅̅ ̅ ̅
(
)
̅̅ ̅̅ ̅
̅
̅
̿
̅ ( )
̅ ( )
̅̅ ̅ ( ̅)
√
̅̅ ̅̅ √ ̅
Operaciones con
números complejos
Sean y dos
números complejos, definimos:
1 Adición
( ) ( )
2 Sustracción
( ) ( )
3 Multiplicación
( )( )
( )
( ) ( )
Es decir,
( ) ( )
4 División
Para dividir dosnúmeros complejos en
forma práctica, multiplicamos al
dividendo y al divisor por el conjugado
del divisor:
( )
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 9
( ) ( )
Es decir,
De donde:
(
)
(
)
Ejemplo 13.
Dados los números complejos
y
halle , , y .
Resolución.
( )
( )( )
⏟
⏞
( )
Consecuencia
Dado el numero complejo:
Se cumplen:
1. es un complejo real si:
2. es un complejo imaginario puro si:
Ejemplo 14.
Halle el valor de si se sabe que el
siguiente complejo es real.
Resolución:
Por dato:
Aplicando la consecuencia 1:
En nuestro caso:
( )( ) ( )( )
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
10 Christiam Huertas
Módulo de un número
complejo
Dado el complejo , su módulo
o valor absoluto se denota y define
como:
| | √
Vemos que el módulo de , es un número
real no negativo; es decir, | | , .
Ejemplo 15.
Si :
| | √ ( ) √
Si :
| | √ √
Si :
| | √( ) √
Propiedades
| |
| |
| | | |̅ | |
| | ̅
| | | || |
|
|
| |
| |
| | | |
| √
| √| |
( ) | | ( ) | |
| | | | | |
| | | | | |
|| | | || | |
Demostración de la desigualdad
triangular:
Partimos de la expresión | | :
| | ( )( )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
( )( ̅ ̅)
̅ ̅ ̅⏟ ̅
| | ̅ ̅̅̅ ̅̅⏟ | |
| | ( ̅) | |
| | | ̅| | |
| | | || ̅| | |
| | | || | | |
(| | | |)
Es decir,
| | (| | | |)
Tomamos √ :
| | | | | |
Ejemplo 16.
Sea un número complejo tal que
| | √
Halle el valor de √| |.
Resolución
Por dato:
Desigualdad triangular
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 11
| | √
Como , entonces :
√ √
Por igualdad de complejos se cumple que:
√ y √
√ ( √ )
y √
√
Elevamos al cuadrado:
√
( )
Luego,
√
Por lo tanto,
√| | √√ ( √ )
√
√
Ejemplo 17.
Dado el complejo:
( ) √
(√ √ )
√
Halle su módulo.
Resolución:
Nos piden hallar | |. Es decir,
| | |
( ) √
(√ √ )
√
|
Aplicamos la propiedad 6:
| |
|( ) √
|
|(√ √ )
√
|
Aplicamos la propiedad 5:
| |
|( ) | |√
|
|(√ √ )
| |√
|
Aplicamos la propiedad 7 y 8:
| |
| | √| |
|√ √ |
√| |
| |
√
√√ ( )
√√
( √ )
√√
| |
√
√√
√
√√
Simplificamos:
| | √
| |
Resultados notables
A continuación mostramos algunos
resultados que se deben tener presentes , ya
que se utilizan a menudo:
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
También:
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
12 Christiam Huertas
Ejemplo 18.
Reduzca la expresión √ ( )√
Resolución.
Tenga en cuenta que:
( )
Luego,
√ ( )√ √ ( )√( )
√ ( )( )
diferencia de cuadrados
√ ( )
√
√( )
Ejemplo 19.
Resolución. Se tiene la expresión:
( )
Forma polar o
trigonométrica de un
número complejo
Consideremos el plano de Gauss y
ubiquemos al complejo con
y .
Del gráfico se obtiene:
| |
| |
Lo reemplazamos en
| | | |
| |( )
Por lo tanto,
| |( )
Es la forma polar o trigonométrica del
complejo , donde al ángulo se le
denomina argumento de y se denota
por
( )
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 13
Notamos que de la definición se deduce
que el complejo tiene infinitos
argumentos.
Argumento principal
El argumento medido en sentido
antiorario y menor que una vuelta se
denomina argumento principal de . Se
denota:
( )
Cualquier argumento de será:
( )
Es decir,
( ) ( )
argumento principal
Ejemplo 20.
Represente en la forma polar los siguientes
números complejos.
√ y
Resolución.
Para √ :
( )
| |
Luego,
(
)
es la forma polar de .
En general, puede ser expresado como:
[ (
)
(
)]
Resolución.
Para :
( )
| | √
Luego,
√ (
)
es la forma polar de .
OBS.
Podemos también usar la siguiente
notación:
( )
Luego,
( ) ( )
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
14 Christiam Huertas
Ejemplo 21.
(
) (
)
√ (
) √ (
)
Teoremas
Dados los complejos:
| |( )
| |( )
Entonces,
| || |( ( ) ( ))
| |
| |
( ( ) ( ))
Demostración (1er teorema):
Como
| |( )
| |( )
Entonces:
| |( )
| |( )
| || |( )(
)
Multiplicamos:
| || |(
)
| || |(
)
| || | ( ⏟
( )
( )⏟ )
( )
Luego,
| || |( ( ) ( ))
Demostración (2do teorema):
Como
| |( )
| |( )
Entonces:
| |( )
| |( )
Multiplicamos por el conjugado del
denominador arriba y abajo:
| |( )( )
| | ( )( )⏟
| |( )( )
| |(( ) ( ) )
| |( )( )
| | ( )⏟
| |
| |
( )( )
Multiplicamos:
| |
| |
(
)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 15
| |
| |
(
)
( )
| |
| |
( ⏞
( )⏟ )( )
Luego,
| |
| |
( ( ) ( ))
Consecuencias
Dados los complejos:
| |( )
| |( )
Entonces,
( ) ( ) ( )
(
) ( ) ( )
Ejemplo 22.
Dados los complejos
(
)
(
)
Halle y .
Resolución.
Aplicamos el teorema anterior:
( (
) (
))
(
)
( )
( (
) (
))
(
)
(
√
)
√
Teorema
Teorema de De Moivre
Si | |( ), entonces
| | ( )
para todo .
Demostración.
La demostración lo haremos por el método
de inducción matemática para :
PRIMERO:
Para :
| |( )
es correcto.
SEGUNDO:
Asumimos que el resultado es verdadero
para :
| | ( )
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
16 Christiam Huertas
TERCERO:
Ahora consideremos el caso :
| | ( ) | |(
)
| | ( ( ) ( ))
| | ( ( ) ( ) )
Deducimos que el resultado es verdadero
para cuando es verdadero para
.
Por el principio de la inducción matemática
se desprende que el resultado es verdadero
para todos los enteros positivos.
De forma similar se demuestra para
Ejemplo 23.
√
halle .
Resolución.
√
Lo representamos en el plano de Gauss:
( )
| |
Luego,
(
)
Aplicamos el teorema de De Moivre:
Por lo tanto,
Ejemplo 24.
Dado el complejo
Resolución:
Nos piden:
Por dato:
Elevamos a la :
( )
Aplicamos el teorema de De Moivre:
( )
De igual manera:
( ) ( )
( )
Sumamos ( ) con ( ):
Por lo tanto, .
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 17
Exponencial compleja
(Fórmula de Euler)
Se define la exponencial compleja
como:
donde:
es la base del logaritmo neperiano.
es el argumento medido en radianes.
es la unidad imaginaria.
Ejemplo 25.
√
De aquí se obtiene la famosa identidad de
Euler:
Notable por relacionar cinco números muy
utilizados en la historia de las matemáticas.
⏟
⏟
;
;
Forma exponencial de
un número complejo
Para todo número complejo ,
su forma polar esta dada por:
| | ( )⏟
Luego,
| |
es la forma exponencial del complejo .
Ejemplo 26.
Exprese el complejo en su forma
exponencial.
Resolución.
Para se tiene:
| | √ ( )
Luego,
√
esta escrito en su forma exponencial.
Propiedades
( )
;
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
18 Christiam Huertas
Si reemplazamos por el complejo , se
tiene:
Para los complejos
| | y | | se cumplen:
| || | ( )
| |
| |
( )
Ejemplo 27.
Exprese en forma exponencial
( ) (
)
Resolución.
Expresamos cada factor en su forma
exponencial:
Para :
√ (
)
√
Para
:
[ (
) (
)]
Luego,
( ) (
)
√
√
√
está escrito en su forma exponencial.
Definición
Dado el número complejo . El
número se define como:
( )
Pues,
( )
Ejemplo 28.
( )
√ ( √ √ )
( ( ) ( ))
Propiedades
| | (módulo de )
( ) (argumento de )
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 19
Radicación de
números complejos
Una raíz enésima del número complejo
| |( )
| |
es el número complejo tal que .
Es decir,
√
donde y .
Teorema
Dado el número complejo
| |( )
| |
entonces,
√
⏟ √| |
(
)
donde ( ).
Es decir, se obtienen raíces:
, , , …,
Demostración.
Sean
| |( )
| |( )
Por definición de radicación:
√
Es decir,
[| |( )]
| |( )
| | ( )
| |( )
| | ( )
| |( )
| | | |
| | | |
Por igualdad de complejos:
| | | |
y
| | | |
De donde:
| | | |
| | √| |
Por lo tanto,
√
√| |
(
)
donde ( )
Ejemplo 29.
Dado el complejo √ , halle √
Resolución.
Para √ se tiene:
| | ( )
Luego,
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
20 Christiam Huertas
√
√ (
)
para .
√ (
)
√ (
√
)
√ (
)
√ (
√
)
Dado el complejo , entonces
√ (√
| |
( )√
| |
)
donde ( ) es el signo de .
Ejemplo 30.
Halle las raíces cuadradas del complejo
.
Resolución.
Se tiene el complejo:
donde:
( )
( )
| | √( )
Utilizando la regla práctica, se sabe que:
√ (√
| |
( )√
| |
)
√ (√
( )√
( )
)
√ (√ √ )
√ ( )
Es decir,
√ {
Ejemplo 31.
Dado el complejo √ , halle √
Resolución.
Para √ se tiene:
| | ( )
Luego,
√
√
(
)
(
)
para .
(
)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 21
(
)
(
)
Raíz enésima de la
unidad
Sea el complejo
se puede expresar como:
entonces,
√
donde ( ).
Ejemplo 32.
Halle las raíces cúbicas de la unidad.
Resolución.
Nos piden hallar √
.
De la propiedad anterior, se sabe que
√
donde: .√
√
Luego,
√
{
√
√
OBS.
Llamemos a
√
entonces,
√
Luego, las raíces cúbicas de la unidad son:
Se cumple que
Ejemplo 33.
Si es la raíz cúbica no real de la unidad,
calcule el valor de la siguiente expresión.
√( )( )( )
Resolución.
Como es la raíz cúbica no real de la
unidad, se cumplen:
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
22 Christiam Huertas
Entonces:
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
Reemplazando:
√
( )⏞
( ) ( )⏞
√ ( )( )
( )
√
⏞
( )⏟
√
Interpretación
geométrica de las raíces
cúbicas de la unidad
Las tres raíces cúbicas de la unidad:
, y
tienen el mismo mó dulo, y por tanto sus
afijos están sobre la circunferencia
unitaria.
En general:
Si , entonces √
{
Es decir, el índice nos indica la cantidad
de raíces que se obtiene.
Además,
Es decir, la suma de todas las raíces
siempre es cero.
| | | | | | | | |√
|
Es decir, todas las raíces tienen el
mismo módulo.
Ejemplo 34.
Si son las raíces de √
,
calcule | | | | | |.
Resolución. Se sabe que:
| | | | | | |√
| | √
|
√| |
| | | | | |
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 23
Problemas resueltos
Problema 1.
Calcule el valor de la expresión .
A) 0 B) 1 C)
D) E)
Resolución
Nos piden hallar
Por propiedad de multiplicación de bases
iguales (los exponentes se suman)
( )
̇
Por lo tanto, el valor de es .
Rpta: D
Problema 2.
Dado el polinomio
( )
calcule el valor de ( ) donde √ .
A) B) C)
D) E)
Resolución
Evaluamos el polinomio
( )
para :
( )
⏟
Luego,
( )
̇
Por lo tanto, ( )
Rpta: A
Problema 3.
Sean e dos números reales de modo
que ( ) ( )
Calcule el valor de .
A) 1 B) 2 C) 4
D) 9 E) 16
Resolución
Por dato
( ) ( )
Operando se obtiene:
Agrupamos la parte real y la parte
imaginaria respectivamente:
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
24 Christiam Huertas
( ) ( )
Por igualdad de complejos se cumple que
{
Restamos:
De donde
Por lo tanto,
Rpta: D
Problema 4.
Calcule el valor de si se sabe que el
siguiente complejo es imaginario puro.
( )
( )
A) B) C)
D) E)
Resolución
Como el complejo es imaginario puro,
entonces su parte real debe ser cero.
Recuerde que:
( )
Por dato:
( )
( )
entonces
( ) ( ) ( )( )
Por lo tanto el valor de es .
Rpta: B
Problema 5.
Calcule el valor de la siguiente expresión.
√ √
A) √ B) C) √
D) E)
Resolución
Nos piden calcular
√ √
Elevamos al cuadrado:
(√ √ )
√
√ √
√
√( )( )
√ ( )
√
√
Por lo tanto, .
Rpta: D
Problema 6.
Halle el equivalente del complejo .
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 25
A) 0 B) C)
D) E) 1
Resolución
Recuerde que:
Nos piden hallar
⏟ ⏟ ⏟
Vemos que la suma de dos términos
consecutivos siempre es cero.
Como
( )
Entonces en hay en total sumandos.
Luego:
Por lo tanto, .
Rpta: D
Problema 7.
Dados los complejos
,
Halle el valor de
|
̅
|
)
√
)
√
)
√
) )
Resolución
Reemplazamos los valores de , , y
:
|
̅
|
|
( )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅
|
|
( )
|
|
( )
|
|
|
|
|
√(
)
(
)
√
√
Rpta: B
Problema 8.
Dados los números complejos y tales
que | | | | . Halle el módulo de
̅
A) 3 B) 1 C) 1/2
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
26 Christiam Huertas
D) 11 E) 2
Resolución
Nos piden calcular:
|
̅
| √|
̅
|
√
| |
| ̅|
√
( )( )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
( ̅)( ̅ )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
√
( )( ̅ ̅)
( ̅ ) ( ⏟̿ ̅)
√
̅ ̅ ̅ ̅
̅ ̅ ̅ ̅
√
| | ̅ ̅ | |
̅ ̅ | | | |
Reemplazamos el dato | | | | :
√
̅ ̅
̅ ̅
√
|
̅
|
Rpta: B
Problema 9.
Halle el argumento principal del complejo
( ( ) )( ( ) )
( ( ) )
Considere { } .
A) B) C)
D) E)
Resolución
Se tiene el complejo:
( ( ) )( ( ) )
( ( ) )
Lo operamos para llevarlo a la forma
:
( )( )
( )
Agrupamos convenientemente:
( ( ) ( ))( ( ) ( ))
( ( ) ( ))
Factorizamos en cada paréntesis:
( )( )( )( )
( )( )
Agrupamos convenientemente:
( )( )⏟ ( )( )⏟
( )( )⏟
Aplicamos la diferencia de cuadrados:
( )( )( )
( )( )( )⏟
Es decir, el complejo tiene la forma:
Por lo tanto,
( )
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 27
Rpta: C
Problema 10.
Dado el complejo √
, halle el
argumento de .
A) B) C)
D) E)
Resolución
Se tiene el complejo:√
Lo elevamos al cuadrado:
(√
)
√
Aplicando la fórmula de Euler:
(
)
Sumamos :
(
)
Analizamos el triángulo isósceles:
Del gráfico se cumple que:
( )
Rpta: C
Universidad Nacional
del Callao (UNAC)
Problema 11.
Si ,
determine .
A) B) 0 C)
D) E)
UNAC 2007 – II
Resolución
Se tiene el complejo
Elevamos a la :
( )
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
28 Christiam Huertas
Aplicamos el teorema de De Moivre:
( ) ( )
Por lo tanto, .
Rpta: C
Problema 12.
Si y son enteros positivos y el número
complejo ( ) también es
entero, el menor valor de es
A) 8 B) 4 C) 6
D) 5 E) 7
UNAC 2008 – I
Resolución
Desarrollemos ( ) por la identidad
de Cauchy:
( ) ( ) ( )
( )
Luego,
( )
( )
Pero por dato; ( ) es entero
(es decir, es un complejo real), entonces
su parte imaginaria es cero. Luego,
( )
Por comparación se obtiene:
y
Por lo tanto, el menor valor de es
.
Rpta: D
Problema 13.
Si
donde , entonces es igual a
A) B) C)
D) E)
UNAC 2010 – II
Resolución
Nos piden hallar
Agregamos y quitamos conveniente-
mente:
⏟
Luego,
⏟
ya que es múltiplo de .
Rpta: E
Problema 14.
Si , el número complejo
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 29
A) un número real.
B) un número de módulo 1.
C) un número de módulo √
D) de la forma con .
E) un imaginario puro.
UNAC 2011 – II
Resolución
Reduzcamos el complejo :
( )
Multiplicamos por arriba y abajo:
( )
( )( )
Es decir,
Luego, | | √( ) √
Rpta: C
Problema 15.
Si el número complejo , con y
números reales, cumple | |
y | | √ , entonces | | es
igual a
A) 68 B) 208 C) 169
D) 100 E) 289
UNAC 2012 – I
Resolución
Por dato:
| |
Reemplazamos :
√
Ordenamos:
( √ )
Por igualdad de complejos se cumple que:
√ y
√
Elevamos al cuadrado:
√
( )
Nos piden:
| | √
Rpta: E
Universidad Nacional
de Ingeniería (UNI)
Problema 16.
El número complejo satisface la
determine el valor de ( ) donde
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
30 Christiam Huertas
( )
.
A) B) C)
D) √ E)
UNI 2000 – II
Resolución
En la ecuación:
Sumamos 1:
( ) ⏞
( )
( )
Cancelamos ( ) en ambos lados:
De donde
Lo reemplazamos en ( )
:
( ) ( )
( ) ⏟ ( )
Por lo tanto, ( ) .
Rpta: E
Problema 17.
El valor de la expresión
(
)
A) 1 B) C) –
D) E)
UNI 2001 – I
Resolución
Se quiere hallar el valor de
(
)
Pero se sabe que:
Reemplazamos:
( )
̇
Por lo tanto,
(
)
Rpta: D
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 31
Problema 18.
Si y son las raíces cuadradas del
número complejo , entonces el valor
de ( )
es
A) B) C) 0
D) 1 E)
UNI 2002 – I
Resolución
Recuerde que:
Para todo número complejo
, ; se cumple que:
√
{
√
| |
√
| |
√
| |
√
| |
Es decir, una raíz es el opuesto de la
otra.
Por dato, y son las raíces del
complejo , entonces, por la propiedad
anterior:
Por lo tanto,
( )
Rpta: C
Problema 19.
Al resolver, en el conjunto de los números
complejos, el sistema
{
( )
( )
)
)
)
)
)
UNI 2002 – II
Resolución
Se tiene el sistema:
{
( ) ( ) ( )
( ) ( )
Multiplicamos ( ) por ( ):
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( ):
( ) ( )
Reemplazamos en ( ):
( )
Multiplicamos por :
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
32 Christiam Huertas
Nos piden calcular:
⏞
Por lo tanto,
Rpta: C
Problema 20.
Halle el módulo del complejo
donde y 〈
〉
A) B)
C)
D) E)
UNI 2002 – II
Resolución
Se tiene el complejo
( ) ( ) ⏞
( )( )⏟
(( ) )
( )
( )
( )
( )
( )
Reemplazamos :
( ( ) )
( )
( ( ))
Recuerde que:
En el problema:
( )Cancelamos :
( )
( )
( )
( )
Tomamos módulo:
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 33
| | |
( )
|
| || |
| |
| |
〈
〉
Recuerde que:
| | √ ( )
√
Similarmente:
| |
Por lo tanto, | |
Rpta: C
Problema 21.
| ̅ | [ ( )]
entonces el número complejo en su
forma polar es
) (
)
) (
)
) (
)
) (
)
) (
)
UNI 2003 – I
Resolución
Nos piden el complejo en su forma
polar.
Por dato:
| ̅ |
| ̅|| |
| |
| |
También
[ ( )]
( ) ( )
( ) ( )⏟
De donde
( )
Se sabe que un complejo en su forma
polar está dado por:
| |( )
Por lo tanto,
(
)
Rpta: A
Problema 22.
Indique gráficamente todos los puntos del
plano que verifican las relaciones
| | y | |
donde
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
34 Christiam Huertas
A)
B)
C)
D)
E)
UNI 2003 – II
Resolución
Por dato:
| | y | |
Reemplazamos :
| | y | |
| | ⏟ y √
⏟ y
y
y
Gráfica de la relación :
Gráfica de la relación :
Intersectando ambas regiones se obtiene:
Rpta: D
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 35
Problema 23.
Halle la suma de números complejos.
( ) ( ) ( )
( ) ( )
A) ( ) B) ( )
C)
D) ( ) E) ( )
UNI 2004 – I
Resolución
Nos piden calcular
( ) ( ) ( )
( ) ( )
Agrupamos convenientemente:
( )
( )
Donde:
( )
Recuerde que:
Por lo tanto,
( )
( )
Rpta: B
Problema 24.
El número complejo
( )
es igual a
A) B) (
)
C)
D) E)
UNI 2004 – II
Resolución
Se tiene el complejo
( )
Lo expresamos en función de senos y
cosenos:
(
)
(
)
( )
Aplicamos la fórmula de De Moivre:
Simplificando se obtiene:
Por lo tanto, .
Rpta: E
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
36 Christiam Huertas
Problema 25.
Dada la región
{ | | | | }
Halle y en tal que | | sea el
valor máximo. De como respuesta .
A) B) C)
D) E)
UNI 2005 – I
Resolución
Por dato se tiene las relaciones:
| | | |
| ( )| | ( )|
| ( )| :
Representa un disco cuya frontera es
la circunferencia de centro
y radio .
| ( )| :
Representa un disco cuya frontera es
la circunferencia de centro
y radio .
Al unir las dos regiones se obtiene:
Nos piden calcular el máximo valor de
| |. Pero | | es por definición
la distancia entre los complejos y .
Del gráfico, la mayor distancia entre y
se da cuando y son los extremos
del segmento de recta ̅̅ ̅̅ que pasa por los
centros. Es decir;
y
Por lo tanto,
( )( )
Rpta: B
Problema 26.
Determine la representación geométrica de
todos los puntos del plano complejo que
satisfacen la condición:
| | | |
A)
B)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 37
C)
D)
E)
UNI 2006 – I
Resolución
Por dato, se tiene la relación
| | | |
donde .
Es decir,
| | | |
|( ) |⏟ |( ) |⏟
√( ) √( )
Elevamos al cuadrado:
√( )
( √( ) )
( ) √ ( )
√ ( ) ( ) ⏟
√( )
Sacamos cuarta:
√( )
Elevamos al cuadrado:
( √( ) )
( )
(( ) )⏟
Dividimos entre :
Le damos forma:
√
Vemos que la frontera de la región es la
elipse
√
de ejes: y √ √
luego, la relación:
√
está representada por la siguiente región:
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
38 Christiam Huertas
Rpta: B
Problema 27.
Si , grafique todos los puntos en
el plano cartesiano que representa el
conjunto
{ |
| }
A)
B)
C)
D)
E)
UNI 2006 – II
Resolución
Por dato, se tiene la relación
|
|
donde .
Es decir,
|
|
|( ) |
|( ) |
√( )
√( )
Elevamos al cuadrado:
( )
( )
Dividimos entre :
Completamos el cuadrado, para eso
sumamos
en ambos lados:
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 39
⏟
(
)
Vemos que la frontera de la región es la
circunferencia de ecuación:
(
)
(
)
cuyo centro y radio respectivamente es:
(
)
luego, la relación
(
)
está representada por la siguiente región,
donde no se considera a la frontera por ser
una desigualdad estricta:
Rpta: A
Problema 28.
Halle el argumento de un número complejo
que equidista de los complejos:
√ (
)
A) B) C)
D) E)
UNI 2006 – II
Resolución
Se tiene los complejos:
√ (
)
Vemos que el complejo que equidista de
, y se ubica en el centro de la
circunferencia; en el grá fico anterior, el
centro se encuentra en la bisectriz del
triángulo formado por los afijos de ,
y . Luego, el argumento del complejo es
.
Rpta: C
Problema 29.
Si y , calcule el valor de .
(
√
√
)
(
√
√
)
A) 0 B) 1 C) 2
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
40 Christiam Huertas
D) 3 E) 4
UNI 2007 – I
Resolución
Nos piden calcular
(
√
√
)
(
√
√
)
donde y . Entonces
(
√
√
)
(
√
√
)
Acomodamos convenientemente:
(
√
( ))
(
√
( ))
[(
√
( ))
]
[(
√
( ))
]
[
( ) ][
( ) ]
[
( )]
[
( )]
( ) ( )
Por lo tanto,
Rpta: C
Problema 30.
El número ( )
para y
puede representarse como
)
(
( )
( )
)
)
(
( )
( )
)
)
(
( )
( )
)
)
(
( )
( )
)
)
(
( )
( )
)
UNI 2008 – II
Resolución
Se pide hallar el complejo
( )
en su forma polar.
Se sabe que:
√ (
)
√
Lo reemplazamos en :
(√
)
(√ )
(
)
(
)
(
)
(
( )
( )
)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 41
Rpta: C
Problema 31.
Sea el número complejo
[ ] [√ ( )]
[ ] [ ]
la forma polar de es
A) √
B) √
C) √
D) √
E) √
UNI 2008 – II
Resolución
Se tiene el complejo
[ ] [√ ( )]
[ ] [ ]⏟
Recuerde que:
Fórmula de De Moivre:
( )
Luego, en :
( )√
( )
( )( )
Recuerde que:
( )( ) ( )
( )
Lo aplicamos en :
√
( )
√
√ ( )
√ (
)
√
Rpta: E
Problema 32.
La raíz cúbica del número complejo
de mayor argumento principal, es
también raíz 18 -ésima de otro complejo
con y números reales.
Determine el valor de .
A) (√ ) B)
C) (√ )
D) E)
UNI 2009 – II
Resolución
Recuerde que:
√
{
√| |
(
)
√| |
(
)
√| |
(
)
donde es el argumento principal de .
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
42 Christiam Huertas
En este caso, ; entonces,
| | y
Reemplazamos:
√
{
√
(
)
√
(
)
√
(
)
Luego, la raíz cúbica de de mayor
argumento principal es
√
(
)
Por dato, debe ser igual a √
; es
decir
√
(
) √
Elevamos a la :
√
(
)
⏟
√
( )
( )
( )
De donde,
y
Por lo tanto,
Rpta: D
Problema 33.
Dadas las siguientes proposiciones:
I. Las raíces de pertenecen a
un polígono regular de lados,
.
II. Si y 〈
〉, entonces
〈
√
√
〉 〈
√
〉
III. Dados 〈 〉 tales que ;
si ( ) ( ), entonces
( ) .
Indique cuales son correctas.
A) Solo I B) Solo II C) Solo III
D) I y II E) II y III
UNI 2010 – I
Resolución
Al analizar cada proposición se obtiene:
I. Falso
Se tiene la ecuación
⏟
Por simple comparación:
,
Es decir,
Vemos que las soluciones de la
ecuación no forman un polígono
convexo.
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 43
II. Falso
Veamos un contraejemplo:
〈
〉
Reemplazando en
De donde,
〈
√
〉
III. Verdadero
Como 〈 〉 y
Además, ( ) ( ), entonces
de donde
( )
Por lo tanto, solo III es correcto.
Rpta: D
Problema 34.
Sean los números complejos
y √ , y los conjuntos
{ | ̅ | }
{ √ | | }
¿Cuál de las siguientes gráficas representa
a ?
A)
B)
C)
D)
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
44 Christiam Huertas
E)
No hay clave
UNI 2010 – II
Resolución
Hallemos las regiones determinadas por
cada conjunto:
{ | ̅ | }
De aquí:
| ̅ |
Reemplazamos :
| ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ |
| |
| ( ) |
√ ( )
Elevamos al cuadrado:
( )
Relación que gener a una corona circular
de centro ( ), radios y
.
Ahora en el conjunto :
{ √ | | }
donde .
Como | | es verdadero para
todo , entonces es el semiplano de
puntos ( ) tal que , como se
muestra en la figura:
Al intersectar los las regiones y se
obtiene:
No hay alternativa correcta
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 45
Problema 35.
Al resolver el sistema
{
| |
donde es un número complejo;
la suma de las ordenadas de los puntos
solución es:
A) 9 B) 8 C) 7
D) 6 E) 5
UNI 2011 – II
Resolución
Se tiene el sistema
{
| |
En la 1era ecuación:
| |
Reemplazamos :
| |
| ( ) |
√ ( )
Al cuadrado:
( ) … (*)
De la 2da ecuación:
… (**)
Lo remplazamos en (*):
( )
Factorizando por aspa simple:
( )( )
De donde
Reemplazamos en (**):
Si :
Luego, una solución es: ( )
Si :
√ √
Se obtienen dos soluciones más:
(√ ) y ( √ )
Por lo tanto, la suma de las ordenadas de
las soluciones es:
Rpta: A
Problema 36.
Sea
( ) (
√
√
) (√ )
(
√
√
)(
√
√
)
Indique cuál de las siguientes
proposiciones es verdadera.
( )
√
( )
√
√
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
46 Christiam Huertas
A) solo I B) solo II
C) solo III
D) I y III E) I, II y III
UNI 2011 – II
Resolución
Se tiene la expresión
√ √
√ √
( ) (
√
√
) (√ )
⏞
(
√
√
) (
√
√
)
⏟
(
√
)
(
√
)
Operamos:
( )( √ )
( )
√ √
( √ ) ( √ )
( √ ) ( √ )
√
√
Entonces
( )
√
( )
√
Expresemos ( ) en su forma polar:
( )( √ )
Tenga en cuenta que:
√
√
Reemplazamos en :
√
√
(
)
√
Luego, en las proposiciones:
I. Verdadero
II. Falso
III. Verdadero
Rpta: D
Problema 37.
Al determinar la forma compleja de la
ecuación ( ) ( )
obtenemosA) ̅ ( ) ( ) ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
B) ̅ ( ) ( ) ̅
C) ̅ ( ) ( ) ̅
D) ̅ ( ) ( ) ̅
E) ̅ ( ) ( ) ̅
UNI 2012 – II
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 47
Resolución
Recuerde que la ecuación de la
circunferencia con centro en el origen está
dado por:
se puede expresar como
| |
donde .
Si el centro es el punto ( ), la
ecuación es:
( )
( )
se puede expresar como
| |
Donde:
y .
Por dato se tiene la ecuación
( ) ( )
se puede expresar como:
| |
Donde
y
es decir,
| ( )|
Elevamos al cuadrado:
| ( )| ⏟
( )( ( )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ )
( ( ))( ̅ ( )̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅)
( ( ))( ̅ ( ))
Multiplicamos:
̅ ( ) ( ) ̅
( )( )
̅ ( ) ( ̅̅ ̅̅ ̅̅ ) ̅
̅ ( ) ( ) ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ( )
̅ ( ) ( ) ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
Por lo tanto, la forma compleja de la
ecuación ( ) ( ) es:
̅ ( ) ( ) ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅
Rpta: A
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
48 Christiam Huertas
Problemas propuestos
Problema 1.
Efectúe la siguiente expresión.
√ √ √ √
A) B) C)
) √ )
Problema 2.
Determine el valor de ( ) ( ) si
se sabe que:
A) B) C) 0
D) 6 E)
Problema 3.
Determine el valor de .
A) B) C)
D) E)
Problema 4.
Calcule
(
√
)
(
√
)
A) 3 B) 4 C) 5
D) 1 E) 2
Problema 5.
Efectúe
( ) ( ) ( )
( )
A) B) C)
D) E)
Problema 6.
A partir de la igualdad de números
complejos
( ) ( )
( ) ( )
determine el valor de .
A) 80 B) 60 C) 70
D) 50 E) 90
Problema 7.
Sean con | | | | tal que
(
) (
)
calcule ( )( ).
A) B) C)
D) E)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 49
Problema 8.
Sean y dos números complejos
definidos por
( )
Si es un complejo real, entonces ¿cuál
es el valor de ?
A) B) C)
D) E) 2
Problema 9.
Dada la igualdad de complejos
( )
( )
( √ )
( √ )
halle el mayor número de tres cifras que
cumple con esta condición.
A) 999 B) 994 C) 998
D) 997 E) 996
Problema 10.
Si se cumple que
∑
( )
donde ; , calcule .
A) 64 B) 128 C) 32
D) 8 E) 16
Problema 11.
En , halle los valores de e que
satisfacen la siguiente ecuación.
)
)
)
)
)
Problema 12.
Dado el polinomio
( )
√ √
calcule el valor de
|
( )
( )
| |
( )
( )
|
A) 2 B) 4 C) 7
D) √ E) √
Problema 13.
Para que valores de e los números
complejos:
I. Son iguales.
II. Son conjugados.
III. Son opuestos.
Indique el valor de en cada caso
respectivamente.
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
50 Christiam Huertas
A) 3; 2; 5 B) 2; 6; 0
C) 2; 3;
D) ; 3; 0 E) 4; 3;
Problema 14.
Determine el valor positivo de si se sabe
que
(
)
A) √ B) C) √
D) √ E)
Problema 15.
Si la gráfica del número complejo
es el que se muestra en la figura
halle el valor de .
A) 4 B) C) 1
D) E) 2
Problema 16.
Sean y dos números reales de modo
que:
[( ) ] √
calcule el módulo del complejo ( ).
A) √ B) 11 C) 5
D) √ E) 13
Problema 17.
Sea un número complejo de modo que
| | √
Entonces, ¿cuál es el valor de √| |?
A) B) 1 C) 4
D) 2 E) 9
Problema 18.
Si ( ̅) donde
Calcule el valor de | | | | .
A) 1 B) 7 C) 28
D) 30 E) 49
Problema 19.
Halle todos los números complejos que
verifican la ecuación ̅ .
A) { } B) { }
C) { }
D) { } E) { }
Problema 20.
Halle el valor de la expresión .
(
√
√
)
A) 1 B) √ C)
D) √ E)
Álgebra NÚMEROS COMPLEJOS
Christiam Huertas 51
Problema 21.
Indique el argumento principal de cada
complejo:
√ √
√
)
)
)
)
)
Problema 22.
Determine el valor reducido de
( ) ( ) ( )
en radianes.
) ⁄ ) ⁄ ) ⁄
) ⁄ ) ⁄
Problema 23.
Indique verdadero (V) o falso (F) según
corresponda, tal que
I. ( ) ( )
II. (
) ( ) ( )
( ), .
III. ( ) ( )
IV. ( ) ( ̅)
) ) )
) )
Problema 24.
Al representar a √ en su forma
polar se obtiene que
( ) tal que
( ); determine el conjugado
de ( ( ) )
) ) )
) )
Problema 25.
Reduzca la expresión siguiente.
√
) )( ) )
) )
Problema 26.
Sean los complejos
determine la parte real de
) ) )
) )
Problema 27.
Si se tiene que
√
√
NÚMEROS COMPLEJOS Álgebra
52 Christiam Huertas
Entonces calcule el valor de
( )( )
) ) )
) )
Problema 28.
Halle el área de la región delimitada porlos conjuntos
{ | | }
{ ( ) ( ) }
) (
) )
( )
)
( )
)
( ) ) ( )
Problema 29.
Determine la verdad (V) o falsedad (F) de
las siguientes afirmaciones con respecto a
la ecuación
I. Tres raíces están en el segundo
cuadrante.
II. Si , , …, son las raíces,
entonces .
III. Si , , …, son las raíces,
entonces | | | | | |
A) FVF B) VVV C) FFF
D) VVF E) FFV
Problema 30.
Si , y son las raíces cúbicas de la
unidad, calcule
((( )
)
)
A) B) C)
D) E)
Claves
01 A 11 B 21 D
02 B 12 A 22 C
03 C 13 B 23 A
04 D 14 A 24 E
05 B 15 C 25 A
06 A 16 E 26 C
07 D 17 D 27 A
08 C 18 C 28 C
09 E 19 A 29 A
10 B 20 A 30 E
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