En este ejercicio de cálculo con números complejos se pide hallar el resultado de la siguiente operación \sqrt{2i}+\sqrt{-2i} lo cual sirve de comprobación de la solución encontrada en este otro ejercicio de resolución de ecuaciones.
Para ello, utilizaremos la fórmula de Euler: siendo z=a+i\,b (a,b\in \mathbb{R} ) un número complejo, entonces puede expresarse de la forma z=|z|\,e^{i\,\theta}=|z|\,(\cos\,\theta+i\,\sin\,\theta), donde |z| es el módulo de dicho número y \theta es su ángulo polar, esto es \theta=\text{arctan}\,\left(\dfrac{b}{a}\right), donde, a la hora de determinar el cuadrante donde se sitúa el afijo de dicho número en el plano de Argand, los signos de b y a.
Por la fórmula de Euler, 2i=2\,e^{i\,\frac{\pi}{2}}; en efecto, 2\,e^{i\,\frac{\pi}{2}}=2\,(\cos\,\frac{\pi}{2}+i\,\sin\,\frac{\pi}{2})=2\,(0+i)=2i y -2i=2\,e^{-i\,\frac{\pi}{2}}, ya que 2\,e^{-i\,\frac{\pi}{2}}=2\,(\cos\,(-\frac{\pi}{2})+i\,\sin\,(-\frac{\pi}{2}))=2\,(0-i)=-2i
Entonces, podemos expresar \sqrt{2i}+\sqrt{-2i} de la siguiente forma,
\sqrt{2\,e^{i\frac{\pi}{2}}}+\sqrt{2\,e^{-i\frac{\pi}{2}}}
\sqrt{2}\cdot\left(e^{i\frac{\pi}{2}}\right)^{\frac{1}{2}}+\sqrt{2}\,\left(e^{-i\frac{\pi}{2}}\right)^{\frac{1}{2}}
\sqrt{2}\cdot\left(e^{i\frac{\pi}{4}}+e^{-i\frac{\pi}{4}}\right)
\sqrt{2}\cdot\left(\left(\cos\,(\frac{\pi}{4})+i\,\sin\,(\frac{\pi}{4})\right)+\left(\cos\,(-\frac{\pi}{4})+i\,\sin\,(-\frac{\pi}{4})\right)\right)
\sqrt{2}\cdot\left(\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}+i\,\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)+\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}-i\,\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)\right)
\sqrt{2}\cdot\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+i\,\dfrac{1}{\sqrt{2}}-i\,\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)
\sqrt{2}\cdot\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+i\,\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}\right)\right)
\sqrt{2}\cdot\left(2\cdot \dfrac{1}{\sqrt{2}}+i\cdot 0\right)
\sqrt{2}\cdot\left(2\cdot \dfrac{1}{\sqrt{2}}+0\right)
\sqrt{2}\cdot 2\cdot \dfrac{1}{\sqrt{2}}
2\cdot \dfrac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}
2\cdot 1
2
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