2017 AMC 12B Problema 12

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12.

¿Cuál es la suma de las raíces de z12=64z^{12} = 64 que tienen parte real positiva?

What is the sum of the roots of z12=64z^{12} = 64 that have a positive real part?

22

44

2+232 + 2\sqrt{3}

22+62\sqrt{2} + \sqrt{6}

(1+3)+(1+3)i(1 + \sqrt{3}) + (1 + \sqrt{3})i

Respuesta: D
Conceptos:raíces de la unidadnúmero complejosimetría
Nivel de dificultad: 1630
Solución:

Las raíces de z12=64z^{12} = 64 están sobre la circunferencia de radio 641/12=2,64^{1/12} = \sqrt{2}, en ángulos que son múltiplos de 30.30^\circ. Las que tienen parte real positiva están en los ángulos 0,±30,±60.0, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ. Sus partes imaginarias se cancelan, por lo que la suma es 2+22cos30+22cos60=2(1+3+1)=22+6. \begin{aligned} &\sqrt{2} + 2\sqrt{2}\cos 30^\circ \\ &\quad {}+ 2\sqrt{2}\cos 60^\circ \\ &\quad {}= \sqrt{2}\bigl(1 + \sqrt{3} + 1\bigr) \\ &\quad {}= 2\sqrt{2} + \sqrt{6}. \end{aligned}

Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

The roots of z12=64z^{12} = 64 lie on the circle of radius 641/12=2,64^{1/12} = \sqrt{2}, at angles that are multiples of 30.30^\circ. Those with positive real part are at angles 0,±30,±60.0, \pm 30^\circ, \pm 60^\circ. Their imaginary parts cancel, so the sum is 2+22cos30+22cos60=2(1+3+1)=22+6. \begin{aligned} &\sqrt{2} + 2\sqrt{2}\cos 30^\circ \\ &\quad {}+ 2\sqrt{2}\cos 60^\circ \\ &\quad {}= \sqrt{2}\bigl(1 + \sqrt{3} + 1\bigr) \\ &\quad {}= 2\sqrt{2} + \sqrt{6}. \end{aligned}

Thus, the correct answer is D.

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