Processing math: 100%

domingo, 28 de julio de 2024

Un interesante desarrollo algebraico de la potencia (1+\sqrt{2})^{12}

Se quiere determinar el valor de los números enteros a y b tales que (1+\sqrt{2})^{12}=a+b\,\sqrt{2}

Denotemos x=1+\sqrt{2}. Entonces,
  x-1=\sqrt{2}
    (x-1)^2=(\sqrt{2})^2
      (x-1)^2=2
        x^2-2x+1=2
          x^2=2x+1 \quad (1)
La cantidad pedida (1+\sqrt{2})^{12} es, por tanto,
  x^{12}
    =(x^2)^6, y por (1) podemos escribirlo como
      =(2x+1)^6
        =(2x+1)^6
          =(4x^2+4x+1)^6
            \overset{(1)}{=}(4\,(2x+1)+4x+1)^6
              \overset{(1)}{=}(8x+4+4x+1)^6
                =(12x+5)^6
                  =\left((12x+5)^2\right)^3
                    =\left(144x^2 +120x +25\right)^3
                      \overset{(1)}{=}\left(144\,(2x+1) +120x +25\right)^3
                        =\left(288\,x+144 +120x +25\right)^3
                          =\left( 408\,x + 169\right)^3
                            =\left( 408\,x + 169\right)^2\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                              =\left( 408^2\,x^2 + 2\cdot 408\cdot 169\,x + 169^2\right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                =\left( 166\,464\,x^2 + 137\,904\,x + 28\,561\right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                  \overset{(1)}{=}\left( 166\,464\cdot (2x+1) + 137\,904\,x + 28\,561\right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                    \overset{(1)}{=}\left( 166\,464\cdot 2x+166\,464 + 137\,904\,x + 28\,561\right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                    =\left( 332\,928\,x+166\,464 + 137\,904\,x + 28\,561\right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                  =\left( 470\,832\,x+195\,025 \right)\cdot \left( 408\,x + 169\right)
                                =470\,832\cdot 408\,x^2+(195\,025\cdot 408+470\,832\cdot 169)\,x+195\,025\cdot 169
                              =192\,099\,456\,x^2+159\,140\,808\,x+32\,959\,225
                            \overset{(1)}{=}192\,099\,456\cdot (2x+1)+159\,140\,808\,x+32\,959\,225
                          =192\,099\,456\cdot 2x+ 192\,099\,456 +159\,140\,808\,x+32\,959\,225
                        =384\,198\,912\,x+ 192\,099\,456 +159\,140\,808\,x+32\,959\,225
                      =543\,339\,720\,x+ 225\,058\,681
                    =543\,339\,720\cdot (1+\sqrt{2})+ 225\,058\,681
                      =543\,339\,720+543\,339\,720\,\sqrt{2}+ 225\,058\,681
                    =768\,398\,401+543\,339\,720\,\sqrt{2} \therefore a=768\,398\,401;\,b=543\,339\,720
\diamond

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Gracias por tus comentarios