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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: x<0,836orx>5,103
x<-0,836 or x>5,103
Notação de intervalo: x(,0,836)(5,103,)
x∈(-∞,-0,836)⋃(5,103,∞)

Explicação passo a passo

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 15x264x64>0, são:

a = 15

b = -64

c = -64

2. 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=15
b=64
c=64

x=(-1*-64±sqrt(-642-4*15*-64))/(2*15)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-1*-64±sqrt(4096-4*15*-64))/(2*15)

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

x=(-1*-64±sqrt(4096-60*-64))/(2*15)

x=(-1*-64±sqrt(4096--3840))/(2*15)

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

x=(-1*-64±sqrt(4096+3840))/(2*15)

x=(-1*-64±sqrt(7936))/(2*15)

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

x=(-1*-64±sqrt(7936))/(30)

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

x=(64±sqrt(7936))/30

para obter o resultado:

x=(64±sqrt(7936))/30

3. Simplificar a raiz quadrada (7936)

Simplificar 7936 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>7936</math>:

A fatoração prima de 7936 é 2831

Escrever os fatores primos:

7936=2·2·2·2·2·2·2·2·31

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

2·2·2·2·2·2·2·2·31=22·22·22·22·31

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

22·22·22·22·31=2·2·2·2·31

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

2·2·2·2·31=4·2·2·31

4·2·2·31=8·2·31

8·2·31=16·31

4. Resolver a equação para x

x=(64±16*sqrt(31))/30

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(64+16*sqrt(31))/30 e x2=(64-16*sqrt(31))/30

x1=(64+16*sqrt(31))/30

Começamos por calcular a expressão entre parêntesis.

x1=(64+16*sqrt(31))/30

x1=(64+16*5,568)/30

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

x1=(64+16*5,568)/30

x1=(64+89,084)/30

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

x1=(64+89,084)/30

x1=(153,084)/30

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

x1=153,08430

x1=5,103

x2=(64-16*sqrt(31))/30

x2=(64-16*5,568)/30

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

x2=(64-16*5,568)/30

x2=(64-89,084)/30

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

x2=(64-89,084)/30

x2=(-25,084)/30

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

x2=25,08430

x2=0,836

5. 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: -0,836, 5,103.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=15), 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.

6. Escolher o intervalo correto (solução)

Uma vez que 15x264x64>0 tem um sinal de desigualdade > procuramos os intervalos da parábola que se encontram acima 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.