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[COMPLEJOS] Ejercicio de final que no me salió

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Sea \(z=cos\frac{\pi}{19}+i sen\frac{\pi}{19}\)
calcular \(arg(z^{3^{55}})\)

Yo se que z es un número complejo expresado en su forma polar, por lo que uso De Moivre para decir

$$arg(z^{3^{55}})=3^{55}.arg(z)-2k\pi=3^{55}.\frac{\pi}{19}-2k\pi$$

Para que esté número sea un argumento tengo que pedir que:

$$0 \leq 3^{55}.\frac{\pi}{19}-2k\pi < 2\pi$$

Lo que sacando las \(\pi\) nos deja con:

$$0 \leq \frac{3^{55}}{19}-2k< 2 \Longleftrightarrow \frac{3^{55}}{19.2}\geq k> -1 + \frac{3^{55}}{19.2}$$

Y acá no se me ocurre nada más... Después de chamuyar un rato llegué a que el único \(k\) que podría cumplir esto es \(k=[\frac{3^{55}}{19.2}]\) (es decir, la parte entera de \(\frac{3^{55}}{19.2}\)), pero la verdad es que no se me ocurre cual sería la forma posta de resolverlo...

muchas gracias!

A lo mejor te sirve pensar a z como una raíz 38-ava de la unidad.

Fijate que \(z= cos\frac{2\pi}{38}+ i . sen \frac{2\pi}{38}\); que es \({z}^{1}\) en \({G}_{38}\)

Si tomás congruencia módulo 38 en el exponente de \({{z}^{3}}^{55}\), te queda que \({z}^{165} = {z}^{13}\)

Pero \({z}^{13}= {{z}^{1}}^{13}\)

Y por De Moivre el \(arg ({{z}^{3}}^{55}}) = arg ({z}^{13}) = 13 . arg ({z}^{1}) = \frac{26\pi}{38}\)

nico, entendi perfecto lo de pensar a z como una raíz 38-ava de la unidad. pero no entendi esta parte:

Si tomás congruencia módulo 38 en el exponente de \({{z}^{3}}^{55}\), te queda que \({z}^{165} = {z}^{13}\)

osea, no entiendo como pasaste de \({{z}^{3}}^{55}\) a \({z}^{165}\) . el ultimo paso se entiende perfecto... podes explicarlo con algun detalle mas?

gracias! saludos!

Por propiedades de la potenciación \({({z}^{3})}^{55}={z}^{3.55}={z}^{165}\)

Saludos.

También puede ser que no sea \({({z}^{3})}^{55}\), sino \({z}^{({3}^{55})}\). Yo lo resolví pensando en la primera opción. Ahora lo pienso de la otra manera.

Veamos que \(z= cos \frac {2\pi}{38} + i sen \frac {2\pi}{38}\) que es \({z}^{1}\) en \({G}_{38}\)

Veamos la congruencia de \({3}^{55}\) módulo 38.

Sea \(x \equiv {3}^{55} (38)\)
Esto pasa si y sólo si :

$$x \equiv {3}^{55} (2) \wedge x \equiv {3}^{55} (19)$$

Haciendo Fermat en ambas ecuaciones queda que :

$$x \equiv 1 (2) \wedge x \equiv 3(19)$$

Como 2 y 9 son coprimos, aplicando el Teorema Chino del Resto:

$$x \equiv 3 (38)$$

Luego \({{z}^{3}}^{55} = {z}^{3}\)

Por lo tanto, \(arg ({{z}^{3}}^{55}) = arg ({z}^{3}) = 3.arg ({z}^{1})= \frac {6\pi}{38}\)

esa era mi pregunta! me parece que no es \({({z}^{3})}^{55}\) es lo segundo que pusiste = \({z}^{({3}^{55})}\) osea que el resultado me parece que es \(arg ({{z}^{3}}^{55}) = arg ({z}^{3}) = 3.arg ({z}^{1})= \frac {6\pi}{38}\)

estoy casi seguro que es asi, hay varios ejemplos de esto en las practicas y no podes aplicar propiedades de potenciacion y resolverlo, sino que tenes que ver que le pasa al exponente por separado y ahi volver a lo que tenias al principio!

saludos!