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lunes, 29 de julio de 2024

Una manera de desarrollar una potencia de exponente 6 y base \dfrac{1+\sqrt{5}}{2}

Se quiere determinar el valor de los números enteros a y b tales que \left( \dfrac{1+\sqrt{5}}{2} \right)^{6}=a+b\,\sqrt{5}

Denotemos x=\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}. Entonces,
  2x-1=\sqrt{5}
    (2x-1)^2=(\sqrt{5})^2
      4x^2-4x+1=5
        4x^2-4x-4=0
          \dfrac{4\,x^2}{4}-\dfrac{4x}{4}-\dfrac{4}{4}=\dfrac{0}{4}
              x^2=x+1 \quad (1)
La cantidad pedida, \left( \dfrac{1+\sqrt{5}}{2} \right)^{6}, es por tanto,
  x^{6}
    =(x^2)^3, y por (1) podemos escribirlo como
      (x+1)^3=
        =(x+1)^2\cdot (x+1)
          =(x^2+2x+1)\cdot (x+1)
            \overset{(1)}{=}((x+1)+2x+1)\cdot (x+1)
              =(3x+2)\cdot (x+1)
                =3x^2+2x+3x+2
                  =3x^2+5x+2
                    \overset{(1)}{=}3\,(x+1)+5x+2
                      =3x+3+5x+2
                        =8x+5
                          =8\cdot \left( \dfrac{1+\sqrt{5}}{2} \right) +5
                            =4\cdot \left( 1+\sqrt{5} \right) +5
                              =4+ 4\,\sqrt{5} +5
                                =9+ 4\,\sqrt{5} \therefore a=9;\,b=4
\diamond

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