Chamamos de unidade imaginária e denotamos por ݅i o número complexo tal que ݅i²=-1. Então $$i^{0}+i+…+i^{2013}$$ vale:
a) 0.
b) 1.
c) 1+i.
d) ݅i.
Solução:
Não precisamos aplicar a soma de uma progressão geométrica! Basta observarmos duas coisas:
1) Na soma em questão, o fator $$i+i^{2}+i^{3}+i^{4}$$ ocorre diversas vezes. Por exemplo, nós sabemos, das potências de i, que $$i^{5}+i^{6}+i^{7}+i^{8}=i+i^{2}+i^{3}+i^{4}$$.
Como o último expoente é o 2013, basta fazermos a divisão inteira por 4, ou seja, $$2013:4 = 503\cdot 4 + 1$$. Assim, observamos que aquela soma ocorre 503 vezes.
Além disso, $$i+i^{2}+i^{3}+i^{4}=i-1-i+1=0$$. Ou seja,
\[i^{0}+i+…+i^{2013}=i^{0}+(i^{1}+i^{2}+…+ i^{2012})+i^{2013}\]
\[=i^{0}+ 503\cdot (i+i^{2}+i^{3}+i^{4})+i^{2013}=1+i^{2013}.\]
2) Utilizando a mesma divisão inteira, podemos escrever $$i^{2013}=i^{503\cdot 4 + 1}=(i^{4})^{503}\cdot i = i$$. Temos, portanto, a soma equivalente a $$1+i$$.
Resposta: c)
