Dada la igualdad

[tex]\[
4 + \frac{8+i}{x+yi} = 2 - i + (\sqrt{3}+i)(\sqrt{3}-i), \quad i=\sqrt{-1}
\][/tex]

calcule el valor de [tex]\( x \)[/tex] y [tex]\( y \)[/tex].



Answer :

Claro, vamos a resolver la igualdad paso a paso.

Dada la igualdad:

[tex]\[ 4 + \frac{8 + i}{x + yi} = 2 - i + (\sqrt{3} + i)(\sqrt{3} - i) \][/tex]

Primero, simplifiquemos el lado derecho. Notemos que:

[tex]\[ (\sqrt{3} + i)(\sqrt{3} - i) = (\sqrt{3})^2 - (i)^2 = 3 - (-1) = 3 + 1 = 4 \][/tex]

Entonces, la ecuación se simplifica a:

[tex]\[ 4 + \frac{8 + i}{x + yi} = 2 - i + 4 \][/tex]

Simplificando aún más, obtenemos:

[tex]\[ 4 + \frac{8 + i}{x + yi} = 6 - i \][/tex]

A continuación, restemos 4 de ambos lados para aislar la fracción:

[tex]\[ \frac{8 + i}{x + yi} = 6 - i - 4 \][/tex]

Lo cual se reduce a:

[tex]\[ \frac{8 + i}{x + yi} = 2 - i \][/tex]

Ahora, igualemos [tex]\(8 + i\)[/tex] con [tex]\((2 - i)(x + yi)\)[/tex]:

[tex]\[ 8 + i = (2 - i)(x + yi) \][/tex]

Expandiendo el lado derecho usando la propiedad distributiva, tenemos:

[tex]\[ 8 + i = 2x + 2yi - ix - i^2 y \][/tex]

Sabemos que [tex]\(i^2 = -1\)[/tex], así que la ecuación se convierte en:

[tex]\[ 8 + i = 2x + 2yi - ix + y \][/tex]

Reorganicemos para separar las partes reales e imaginarias:

[tex]\[ 8 + i = (2x + y) + (2y - x)i \][/tex]

Ahora, comparemos las partes reales e imaginarias a ambos lados de la igualdad:

Parte real:

[tex]\[ 8 = 2x + y \][/tex]

Parte imaginaria:

[tex]\[ 1 = 2y - x \][/tex]

Ahora, tenemos un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas:

[tex]\[ \begin{cases} 8 = 2x + y \\ 1 = 2y - x \end{cases} \][/tex]

Resolvamos este sistema de ecuaciones. Multipliquemos la segunda ecuación por 2 para facilitar la suma:

[tex]\[ 2(1 = 2y - x) \implies 2 = 4y - 2x \][/tex]

Ahora, tenemos:

[tex]\[ \begin{cases} 8 = 2x + y \\ 2 = 4y - 2x \end{cases} \][/tex]

Sumando ambas ecuaciones:

[tex]\[ 8 + 2 = 2x + y + 4y - 2x \implies 10 = 5y \implies y = 2 \][/tex]

Sustituyendo [tex]\(y = 2\)[/tex] en la primera ecuación:

[tex]\[ 8 = 2x + 2 \implies 8 - 2 = 2x \implies 6 = 2x \implies x = 3 \][/tex]

Por lo tanto, los valores de [tex]\(x\)[/tex] y [tex]\(y\)[/tex] son:

[tex]\[ x = 3 \quad \text{y} \quad y = 2 \][/tex]