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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 3,873<x<3,873
-3,873<x<3,873
Notação de intervalo: x(3.873;3.873)
x∈(-3.873;3.873)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Subtrair 15 de ambos os lados da desigualdade:

x2<15

Subtrair 15 de ambos os lados:

x215<1515

Simplificar a expressão

x215<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, x2+0x15<0, são:

a = 1

b = 0

c = -15

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=1
b=0
c=15

x=(-0±sqrt(02-4*1*-15))/(2*1)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-0±sqrt(0-4*1*-15))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(0-4*-15))/(2*1)

x=(-0±sqrt(0--60))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(0+60))/(2*1)

x=(-0±sqrt(60))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(60))/(2)

para obter o resultado:

x=(-0±sqrt(60))/2

4. Simplificar a raiz quadrada (60)

Simplificar 60 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>60</math>:

A fatoração prima de 60 é 2235

Escrever os fatores primos:

60=2·2·3·5

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

2·2·3·5=22·3·5

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

22·3·5=2·3·5

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

2·3·5=2·15

5. Resolver a equação para x

x=(-0±2*sqrt(15))/2

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-0+2*sqrt(15))/2 e x2=(-0-2*sqrt(15))/2

x1=(-0+2*sqrt(15))/2

Começamos por calcular a expressão entre parêntesis.

x1=(-0+2*sqrt(15))/2

x1=(-0+2*3,873)/2

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

x1=(-0+2*3,873)/2

x1=(-0+7,746)/2

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

x1=(-0+7,746)/2

x1=(7,746)/2

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

x1=7,7462

x1=3,873

x2=(-0-2*sqrt(15))/2

x2=(-0-2*3,873)/2

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

x2=(-0-2*3,873)/2

x2=(-0-7,746)/2

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

x2=(-0-7,746)/2

x2=(-7,746)/2

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

x2=7,7462

x2=3,873

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: -3,873, 3,873.

Uma vez que o coeficiente a é positivo (a=1), 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 x2+0x15<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.