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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 2,828<x<2,828
-2,828<x<2,828
Notação de intervalo: x(2.828;2.828)
x∈(-2.828;2.828)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Subtrair 40 de ambos os lados da desigualdade:

5x2<40

Subtrair 40 de ambos os lados:

5x240<4040

Simplificar a expressão

5x240<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 5x2+0x40<0, são:

a = 5

b = 0

c = -40

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=5
b=0
c=40

x=(-0±sqrt(02-4*5*-40))/(2*5)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-0±sqrt(0-4*5*-40))/(2*5)

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

x=(-0±sqrt(0-20*-40))/(2*5)

x=(-0±sqrt(0--800))/(2*5)

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

x=(-0±sqrt(0+800))/(2*5)

x=(-0±sqrt(800))/(2*5)

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

x=(-0±sqrt(800))/(10)

para obter o resultado:

x=(-0±sqrt(800))/10

4. Simplificar a raiz quadrada (800)

Simplificar 800 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>800</math>:

A fatoração prima de 800 é 2552

Escrever os fatores primos:

800=2·2·2·2·2·5·5

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

2·2·2·2·2·5·5=22·22·2·52

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

22·22·2·52=2·2·5·2

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

2·2·5·2=4·5·2

4·5·2=20·2

5. Resolver a equação para x

x=(-0±20*sqrt(2))/10

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-0+20*sqrt(2))/10 e x2=(-0-20*sqrt(2))/10

x1=(-0+20*sqrt(2))/10

Começamos por calcular a expressão entre parêntesis.

x1=(-0+20*sqrt(2))/10

x1=(-0+20*1,414)/10

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

x1=(-0+20*1,414)/10

x1=(-0+28,284)/10

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

x1=(-0+28,284)/10

x1=(28,284)/10

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

x1=28,28410

x1=2,828

x2=(-0-20*sqrt(2))/10

x2=(-0-20*1,414)/10

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

x2=(-0-20*1,414)/10

x2=(-0-28,284)/10

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

x2=(-0-28,284)/10

x2=(-28,284)/10

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

x2=28,28410

x2=2,828

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: -2,828, 2,828.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=5), 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 5x2+0x40<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.