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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 0,414<k<2,414
-0,414<k<2,414
Notação de intervalo: k(0.414;2.414)
k∈(-0.414;2.414)

Explicação passo a passo

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 4k28k4<0, são:

a = 4

b = -8

c = -4

2. Introduzir esses coeficientes na fórmula quadrática

A fórmula quadrática dá-nos as raízes para ak2+bk+c<0, em que a, b e c são números (ou coeficientes), como indicado a seguir:

k=(-b±sqrt(b2-4ac))/(2a)

a=4
b=8
c=4

k=(-1*-8±sqrt(-82-4*4*-4))/(2*4)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

k=(-1*-8±sqrt(64-4*4*-4))/(2*4)

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

k=(-1*-8±sqrt(64-16*-4))/(2*4)

k=(-1*-8±sqrt(64--64))/(2*4)

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

k=(-1*-8±sqrt(64+64))/(2*4)

k=(-1*-8±sqrt(128))/(2*4)

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

k=(-1*-8±sqrt(128))/(8)

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

k=(8±sqrt(128))/8

para obter o resultado:

k=(8±sqrt(128))/8

3. Simplificar a raiz quadrada (128)

Simplificar 128 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>128</math>:

A fatoração prima de 128 é 27

Escrever os fatores primos:

128=2·2·2·2·2·2·2

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

2·2·2·2·2·2·2=22·22·22·2

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

22·22·22·2=2·2·2·2

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

2·2·2·2=4·2·2

4·2·2=8·2

4. Resolver a equação para k

k=(8±8*sqrt(2))/8

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: k1=(8+8*sqrt(2))/8 e k2=(8-8*sqrt(2))/8

k1=(8+8*sqrt(2))/8

Remova os parênteses

k1=(8+8*sqrt(2))/8

k1=(8+8*1,414)/8

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

k1=(8+8*1,414)/8

k1=(8+11,314)/8

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

k1=(8+11,314)/8

k1=(19,314)/8

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

k1=19,3148

k1=2,414

k2=(8-8*sqrt(2))/8

k2=(8-8*1,414)/8

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

k2=(8-8*1,414)/8

k2=(8-11,314)/8

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

k2=(8-11,314)/8

k2=(-3,314)/8

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

k2=3,3148

k2=0,414

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: -0,414, 2,414.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=4), 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 4k28k4<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.