Si w es la quinta raíz de la unidad, ¿a qué se simplifica (1 + w) (1 + w ^ 2) (1 + w ^ 3)?

Aunque las palabras “buena pregunta matemática” pueden parecer oxímoron para algunos, me arriesgaré y diré que la exclusión del factor [matemáticas] (1 + w ^ 4) [/ matemáticas] cambió la pregunta de buena a otra.

Una quinta raíz de la unidad es una de las raíces complejas de [matemáticas] {\ omega ^ 4} + {\ omega ^ 3} + {\ omega ^ 2} + \ omega + 1 = 0. [/ Matemáticas]

Antes de sacar las armas grandes, seremos un poco brutales.

[matemáticas] \ left ({1 + \ omega} \ right) \ left ({1 + {\ omega ^ 2}} \ right) \ left ({1 + {\ omega ^ 3}} \ right) = 1 + \ omega + {\ omega ^ 2} + 2 {\ omega ^ 3} + {\ omega ^ 4} + {\ omega ^ 5} + {\ omega ^ 6} = 1 + \ omega + {\ omega ^ 3} [/matemáticas].

Ahora, dejemos [math] \ omega = \ cos 72 + i \ sin 72 [/ math]. Entonces

[matemáticas] 1 + \ omega + {\ omega ^ 3} = 1 + \ cos 72 – \ cos 36 + i (\ sin 72 – \ sin 36) [/ matemáticas].

[math] \ omega [/ math] es un número tal que [math] \ omega ^ {5} = 1 [/ math].

Así que tratemos de manipular tu expresión:

[matemáticas] (1 + \ omega) (1 + \ omega ^ 2) (1 + \ omega ^ 3) = (1 + \ omega) * (1 + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 5 ) = (1 + \ omega) (2 + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3) = 2 + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + 2 \ omega + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 4 [/ matemática ]

Ahora, recuerde que desde [math] \ omega ^ 5 = 1 [/ math], tenemos [math] \ omega ^ 5 – 1 = 0 [/ math] y por lo tanto [math] (\ omega – 1) (1 + \ omega + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 4) = 0, [/ matemáticas] que nos da [matemáticas] 1 + \ omega + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 4 = 0 [/ matemáticas]

Usando este resultado, tenemos: [matemáticas] 2 + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + 2 \ omega + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 4 = (1 + \ omega + \ omega ^ 2 + \ omega ^ 3 + \ omega ^ 4) + (1 + \ omega + \ omega ^ 3) = 1 + \ omega + \ omega ^ 3 [/ matemáticas]

A2A, gracias.

Una quinta raíz de la unidad tiene la forma [matemáticas] r_ {k} = e [/ matemáticas] [matemáticas] ^ {2 \ pi k / 5} [/ matemáticas], donde [matemáticas] k = 0, 1, 2, 3, 4 [/ matemáticas].

Sustituya uno de estos [math] r_ {k} [/ math] en su polinomio, multiplíquelo y recoja los poderes similares.

La quinta raíz de 1 es 1. Entonces 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 6. Respuesta final:)