PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 54 da UNICAMP 2016
Considere o número complexo z = \frac{1 + ai}{a - i}, onde a é um número real e i é a unidade imaginária, isto é, i^2 = -1. O valor de z^{2016} é igual a
- Aa^{2016}
- B1.
- C1 + 2016i.
- Di.
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Resolução comentada
A ideia é simplificar z antes de elevar à potência 2016.
Observe que o numerador pode ser escrito em função do denominador. Multiplicando o denominador a - i por i:
i(a - i) = ai - i^2 = ai + 1 = 1 + ai
Logo o numerador é exatamente i vezes o denominador:
z = \frac{1 + ai}{a - i} = \frac{i(a - i)}{a - i} = i
Isso vale para qualquer a real, pois a - i \neq 0 (a parte imaginária é -1).
Agora precisamos de i^{2016}. As potências de i se repetem de 4 em 4:
i^1 = i,\quad i^2 = -1,\quad i^3 = -i,\quad i^4 = 1
Para achar i^{2016}, dividimos o expoente por 4: 2016 = 4 \cdot 504 + 0, resto 0. Então:
z^{2016} = i^{2016} = (i^4)^{504} = 1^{504} = 1
Alternativa B.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Atrata a como se z fosse igual a a, mas z=i não depende de a.
- Cusa a ideia errada de que (1+x)^n \approx 1+nx; não há fundamento nesta questão.
- Dcalcula i^{2016} com resto 1 na divisão por 4, mas o resto é 0.
Assunto: Números complexos.
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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2016. Prova oficial ↗