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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 2<x<4
2<x<4
Notação de intervalo: x(2;4)
x∈(2;4)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a expressão

18 passos adicionais

(3x-7)·(3x-7)<2x2-7

Expandir os parêntesis:

3x·(3x-7)-7·(3x-7)<2x2-7

Expandir os parêntesis:

3x·3x+3x·-7-7·(3x-7)<2x2-7

Agrupar termos semelhantes:

(3·3)·(x·x)+3x·-7-7·(3x-7)<2x2-7

Multiplicar coeficientes:

9·(x·x)+3x·-7-7·(3x-7)<2x2-7

Simplificar a expressão aritmética:

9x2+3x·-7-7·(3x-7)<2x2-7

Agrupar termos semelhantes:

9x2+(3·-7)x-7·(3x-7)<2x2-7

Multiplicar coeficientes:

9x2-21x-7·(3x-7)<2x2-7

Expandir os parêntesis:

9x2-21x-7·3x-7·-7<2x2-7

Multiplicar coeficientes:

9x2-21x-21x-7·-7<2x2-7

Simplificar a expressão aritmética:

9x2-21x-21x+49<2x2-7

Combinar termos semelhantes:

9x2-42x+49<2x2-7

Subtrair 49 de ambos os lados:

(9x2-42x+49)-2x2<(2x2-7)-2x2

Agrupar termos semelhantes:

(9x2-2x2)-42x+49<(2x2-7)-2x2

Simplificar a expressão aritmética:

7x2-42x+49<(2x2-7)-2x2

Agrupar termos semelhantes:

7x2-42x+49<(2x2-2x2)-7

Simplificar a expressão aritmética:

7x2-42x+49<-7

Subtrair 49 de ambos os lados:

(7x2-42x+49)-49<-7-49

Simplificar a expressão aritmética:

7x2-42x<-7-49

Simplificar a expressão aritmética:

7x2-42x<-56

Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Adicionar 56 a ambos os lados da equação.

7x242x<56

Adicionar 56 a ambos os lados da equação.

7x242x+56<56+56

Simplificar a expressão

7x242x+56<0

2. Determinar os coeficientes a, b e c da desigualdade quadrática

Os coeficientes da nossa desigualdade, 7x242x+56<0, são:

a = 7

b = -42

c = 56

3. Introduzir esses coeficientes na fórmula quadrática

A fórmula quadrática dá-nos as raízes para ax2+bx+c<0, em que a, b e c são números (ou coeficientes), como indicado a seguir:

x=(-b±sqrt(b2-4ac))/(2a)

a=7
b=42
c=56

x=(-1*-42±sqrt(-422-4*7*56))/(2*7)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-1*-42±sqrt(1764-4*7*56))/(2*7)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(-1*-42±sqrt(1764-28*56))/(2*7)

x=(-1*-42±sqrt(1764-1568))/(2*7)

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x=(-1*-42±sqrt(196))/(2*7)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(-1*-42±sqrt(196))/(14)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(42±sqrt(196))/14

para obter o resultado:

x=(42±sqrt(196))/14

4. Simplificar a raiz quadrada (196)

Simplificar 196 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>196</math>:

A fatoração prima de 196 é 2272

Escrever os fatores primos:

196=2·2·7·7

Agrupar os fatores primos em pares e reescrevê-los sob a forma de expoente:

2·2·7·7=22·72

Utilizar a regra (x2)=x para simplificar ainda mais:

22·72=2·7

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

2·7=14

5. Resolver a equação para x

x=(42±14)/14

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(42+14)/14 e x2=(42-14)/14

x1=(42+14)/14

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x1=(42+14)/14

x1=(56)/14

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x1=5614

x1=4

x2=(42-14)/14

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x2=(42-14)/14

x2=(28)/14

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x2=2814

x2=2

6. Encontrar os intervalos

Para encontrar os intervalos de uma desigualdade quadrática, começamos por encontrar a sua parábola.

As raízes da parábola (onde se cruza com o eixo -x) são: 2, 4.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=7), é uma desigualdade quadrática "positiva" e a parábola aponta para cima, como um sorriso!

Se o sinal de desigualdade é ≤ ou ≥, então os intervalos incluem as raízes e usamos uma linha sólida. Se o sinal de desigualdade é < ou > os intervalos não incluem as raízes e usamos uma linha tracejada.

7. Escolher o intervalo correto (solução)

Uma vez que 7x242x+56<0 tem um sinal de desigualdade < procuramos os intervalos da parábola que se encontram abaixo do eixo -x.

Solução:

Notação de intervalo:

Porque aprender isto

Enquanto as equações quadráticas expressam os caminhos de arcos e os pontos ao longo dos mesmos, as desigualdades quadráticas expressam as áreas dentro e fora de tais arcos, bem como os intervalos que estes cobrem. Por outras palavras, se as equações quadráticas nos dizem onde se encontra o limite, as desigualdades quadráticas ajudam-nos a compreender em que nos devemos focar em relação a tal limite. De uma forma mais prática, as desigualdades quadráticas são utilizadas para criar algoritmos complexos que alimentam software poderoso e analisam a forma como alterações, tais como os preços no supermercado, ocorrem ao longo do tempo.