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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: x<1orx>1,25
x<-1 or x>1,25
Notação de intervalo: x(,1)(1,25,)
x∈(-∞,-1)⋃(1,25,∞)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a expressão

13 passos adicionais

-4x2+7<-x+2

Adicionar 4x2 em ambos os lados:

(-4x2+7)+x<(-x+2)+x

Agrupar termos semelhantes:

(-4x2+7)+x<(-x+x)+2

Simplificar a expressão aritmética:

(-4x2+7)+x<2

Subtrair 4{x}^{2} de ambos os lados:

((-4x2+7)+x)-(-4x2+7)<2-(-4x2+7)

Expandir os parêntesis:

-4x2+7+x+4x2-7<2-(-4x2+7)

Agrupar termos semelhantes:

(-4x2+4x2)+x+(7-7)<2-(-4x2+7)

Simplificar a expressão aritmética:

0x2+x<2-(-4x2+7)

x<2-(-4x2+7)

Expandir os parêntesis:

x<2+4x2-7

Agrupar termos semelhantes:

x<4x2+(2-7)

Simplificar a expressão aritmética:

x<4x2-5

Subtrair 4{x}^{2} de ambos os lados:

x-4x2<(4x2-5)-4x2

Agrupar termos semelhantes:

x-4x2<(4x2-4x2)-5

Simplificar a expressão aritmética:

x-4x2<-5

Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Adicionar 5 a ambos os lados da equação.

4x2+1x<5

Adicionar 5 a ambos os lados da equação.

4x2+1x+5<5+5

Simplificar a expressão

4x2+1x+5<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 4x2+1x+5<0, são:

a = -4

b = 1

c = 5

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=4
b=1
c=5

x=(-1±sqrt(12-4*-4*5))/(2*-4)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-1±sqrt(1-4*-4*5))/(2*-4)

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

x=(-1±sqrt(1--16*5))/(2*-4)

x=(-1±sqrt(1--80))/(2*-4)

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

x=(-1±sqrt(1+80))/(2*-4)

x=(-1±sqrt(81))/(2*-4)

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

x=(-1±sqrt(81))/(-8)

para obter o resultado:

x=(-1±sqrt(81))/(-8)

4. Simplificar a raiz quadrada (81)

Simplificar 81 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>81</math>:

A fatoração prima de 81 é 34

Escrever os fatores primos:

81=3·3·3·3

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

3·3·3·3=32·32

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

32·32=3·3

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

3·3=9

5. Resolver a equação para x

x=(-1±9)/(-8)

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-1+9)/(-8) e x2=(-1-9)/(-8)

x1=(-1+9)/(-8)

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

x1=(-1+9)/(-8)

x1=(8)/(-8)

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

x1=88

x1=1

x2=(-1-9)/(-8)

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

x2=(-1-9)/(-8)

x2=(-10)/(-8)

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

x2=108

x2=1,25

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: -1, 1,25.

Uma vez que o coeficiente a é negativo (a=-4), é uma desigualdade quadrática "negativa" e a parábola aponta para cima, como uma cara triste.

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 4x2+1x+5<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.