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Questão FC450842

Dados \(a\), \(b\) dois números reais, definimos a exponencial \(e^z\) do número complexo \(z=a+ib\) como \(e^z = e^a(cos(b)+isen(b))\). Sabendo que \(e^{nz} = (e^z)^n\) para qualq

Números Complexos

Instituto Verbena · 2023

Dados \(a\), \(b\) dois números reais, definimos a exponencial \(e^z\) do número complexo \(z=a+ib\) como \(e^z = e^a(cos(b)+isen(b))\). Sabendo que \(e^{nz} = (e^z)^n\) para qualquer número complexo \(z\) e número natural \(n\), qual é o valor de \((e^{1+i\pi})^4\)?

  1. \(e^4\).
  2. \(ie^4\).
  3. \(-e^4\).
  4. \(-ie^4\).
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Gabarito

A

Comentário do professor

Aplicamos a definição exponencial para números complexos: \(e^{a+ib}=e^a(\cos b + i\sin b)\).

Assim, \(e^{1+i\pi}=e^1(\cos\pi + i\sin\pi)=e(-1 + i\cdot 0)=-e\).

Elevando à quarta potência, \((e^{1+i\pi})^4 = (-e)^4 = (-1)^4 e^4 = e^4\).

Como verificação alternativa, usando \(e^{nz}=(e^z)^n\) ou calculando \(e^{4(1+i\pi)}=e^{4}(\cos 4\pi + i\sin 4\pi)=e^4\), obtemos a mesma resposta.

Conclusão: o valor é \(e^4\).

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