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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 2,333<x<1
-2,333<x<-1
Notação de intervalo: x(2.333;1)
x∈(-2.333;-1)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a expressão

12 passos adicionais

5x2+11x+3<2x2+x-4

Subtrair 3 de ambos os lados:

(5x2+11x+3)-x<(2x2+x-4)-x

Agrupar termos semelhantes:

5x2+(11x-x)+3<(2x2+x-4)-x

Simplificar a expressão aritmética:

5x2+10x+3<(2x2+x-4)-x

Agrupar termos semelhantes:

5x2+10x+3<2x2+(x-x)-4

Simplificar a expressão aritmética:

5x2+10x+3<2x2-4

Subtrair 3 de ambos os lados:

(5x2+10x+3)-2x2<(2x2-4)-2x2

Agrupar termos semelhantes:

(5x2-2x2)+10x+3<(2x2-4)-2x2

Simplificar a expressão aritmética:

3x2+10x+3<(2x2-4)-2x2

Agrupar termos semelhantes:

3x2+10x+3<(2x2-2x2)-4

Simplificar a expressão aritmética:

3x2+10x+3<-4

Subtrair 3 de ambos os lados:

(3x2+10x+3)-3<-4-3

Simplificar a expressão aritmética:

3x2+10x<-4-3

Simplificar a expressão aritmética:

3x2+10x<-7

Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Adicionar 7 a ambos os lados da equação.

3x2+10x<7

Adicionar 7 a ambos os lados da equação.

3x2+10x+7<7+7

Simplificar a expressão

3x2+10x+7<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 3x2+10x+7<0, são:

a = 3

b = 10

c = 7

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=3
b=10
c=7

x=(-10±sqrt(102-4*3*7))/(2*3)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-10±sqrt(100-4*3*7))/(2*3)

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

x=(-10±sqrt(100-12*7))/(2*3)

x=(-10±sqrt(100-84))/(2*3)

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

x=(-10±sqrt(16))/(2*3)

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

x=(-10±sqrt(16))/(6)

para obter o resultado:

x=(-10±sqrt(16))/6

4. Simplificar a raiz quadrada (16)

Simplificar 16 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>16</math>:

A fatoração prima de 16 é 24

Escrever os fatores primos:

16=2·2·2·2

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

2·2·2·2=22·22

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

22·22=2·2

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

2·2=4

5. Resolver a equação para x

x=(-10±4)/6

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-10+4)/6 e x2=(-10-4)/6

x1=(-10+4)/6

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

x1=(-10+4)/6

x1=(-6)/6

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

x1=66

x1=1

x2=(-10-4)/6

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

x2=(-10-4)/6

x2=(-14)/6

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

x2=146

x2=2,333

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: -2,333, -1.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=3), 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 3x2+10x+7<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.