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miércoles, 29 de septiembre de 2021

1563. Fórmulas de adición (3.ª parte)

     Profe, mire cómo se pueden obtener el seno y el coseno de la suma de dos ánulos con los números complejos...

    Tomo dos giros consecutivos de ángulos A y B radianes y considero sus versores  cis A  y  cis B . Como  cis  es un antilogaritmo tendremos  cis (A+B) = cis A · cis B . ¿Lo ve? He matado dos pájaros de un tiro...

    ¿Quién explica lo que quiso decirme Pepe?

SOLUCIÓN

    Nina Guindilla nos aclaró lo sucedido...

    Mire, profe. Dejando de lado lo de matar pájaros..., resulta que para Z radianes

cos Z + i sen Z  =  cis Z  =  exp (iZ) 

que es el antilogaritmo neperiano (potencia de base e), por lo que

cos (A+B) + i sen (A+B)  =  cis (A+B)  =
=  exp (i (A+B))  =  exp (iA + iB)  =  exp (iA) · exp (iB)  =
=  cis A · cis B  =  (cos A + i sen A) · (cos B + i sen B)  =
=  (cos A · cos B − sen A · sen B) + i (sen A · cos B + cos A · sen B) 

y separando la parte real de la parte imaginaria tenemos las fórmulas de adición.

    Bien hecho y dicho. Nina añadió que con  cis  se podía escribir la fórmula de De Moivre así:  cis (nZ) = (cis Z) n

    Y yo propuse como ejercicio las fórmulas para  sen (A+B+C)  y  cos (A+B+C) ...

RESOLUCIÓN

    Yoyó Gaviota calculó las fórmulas con  cis :

    Profe, mire.
cos (A+B+C) + i sen (A+B+C)  =
=  cis (A+B+C)  =  cis A · cis B · cis C  =
=  (cos A + i sen A) · (cos B + i sen B) · (cos C + i sen C)  =
=  (cos A cos B cos C − sen A sen B cos C − sen A cos B sen C − cos A sen B sen C) +
+ i (sen A cos B cos C + cos A sen B cos C + cosA cos B sen C − sen A sen B sen C)

viernes, 24 de septiembre de 2021

1562. ¡Todos los divisores!

    Pepe Chapuza estaba dándole vueltas al círculo graduado y a las neuronas... y acabó preguntando cuántos divisores naturales tenía el número 360. Alguien contestó que... el 1, el 2, el 3, el 4..., pero Pepe interrumpió...

     No he dicho cuáles son sino cuántos son...

     El reto estaba servido... ¿Quién puede decir cuántos divisores tiene 360 sin contarlos?


 SOLUCIÓN

    Nina Guindilla contestó la primera...

    Profe, mire. Un número natural compuesto se puede descomponer de forma única (salvo el orden de los factores) como producto de primos, esto es, como producto de potencias de primos distintos.

N = Aa Bb Cc Dd ···

    Los divisores de N serán productos de "algunos" de estos primos (admitiendo los “productos” de un solo factor y el “producto” sin factores), por lo que  A  puede aparecer 0, 1, 2 ...  o  "a"  veces, esto es, hay  "a+1"  posibilidades para  A , y lo mismo podemos decir de los demás primos... Por tanto el número de divisores es...

(a+1) (b+1) (c+1) (d+1) ··· 

    Para  360  tenemos la descomposición factorial  23 · 32 · 5  por lo que el número de divisores será  (3+1) (2+1) (1+1)  =  4 · 3 · 2  =  24 .

    Solo había que comprobar que eran veinticuatro... ¡calculándolos todos!

RESOLUCIÓN

    Yoyó Gaviota fue ordenado y sistemático...

20 · 30 · 50  =  1

21 · 30 · 50  =  2

22 · 30 · 50  =  4

23 · 30 · 50  =  8

20 · 31 · 50  =  3

21 · 31 · 50  =  6

22 · 31 · 50  =  12

23 · 31 · 50  =  24

20 · 32 · 50  =  9

21 · 32 · 50  =  18

22 · 32 · 50  =  36

23 · 32 · 50  =  72

20 · 30 · 51  =  5

21 · 30 · 51  =  10

22 · 30 · 51  =  20

23 · 30 · 51  =  40

20 · 31 · 51  =  15

21 · 31 · 51  =  30

22 · 31 · 51  =  60

23 · 31 · 51  =  120

20 · 32 · 51  =  45

21 · 32 · 51  =  90

22 · 32 · 51  =  180

23 · 32 · 51  =  360