PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 48 da UNICAMP 2013
Chamamos de unidade imaginária e denotamos por i o número complexo tal que i^2 = -1.
Então i^0 + i^1 + i^2 + i^3 + \cdots + i^{2013} vale
- A0.
- B1.
- Ci.
- D1 + i.
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Resolução comentada
As potências de i se repetem de 4 em 4: i^0=1, i^1=i, i^2=-1, i^3=-i, e depois i^4=1 e o ciclo recomeça.
A soma de quatro potências consecutivas, começando em qualquer ponto do ciclo, é sempre zero:
1+i+(-1)+(-i)=0
A soma vai de i^0 até i^{2013}, ou seja, tem 2014 termos.
- Dividimos os termos em grupos de 4: 2014 = 4\cdot 503 + 2.
- Os primeiros 4\cdot 503 = 2012 termos (de i^0 até i^{2011}) formam 503 grupos completos, cada um somando 0.
- Sobram os dois últimos termos, i^{2012} e i^{2013}.
- Como 2012 = 4\cdot 503, temos i^{2012} = (i^4)^{503} = 1 e i^{2013} = i^{2012}\cdot i = i.
Logo:
S = 0 + 1 + i = 1 + i
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa A engana quem esquece que são 2014 termos (do expoente 0 ao 2013) e acha que a soma de ciclos completos zera tudo.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Asupõe que a soma toda se cancela, esquecendo que 2014 termos não é múltiplo de 4 e sobram dois termos.
- Bconsidera só o termo i^{2012}=1 que sobra, esquecendo i^{2013}=i (contaria 2013 termos).
- Cconsidera só i^{2013}=i como resto, esquecendo que i^{2012}=1 também sobra.
Assunto: Números complexos.
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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2013. Prova oficial ↗