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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 4,472<x<4,472
-4,472<x<4,472
Notação de intervalo: x(4.472;4.472)
x∈(-4.472;4.472)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c<0

Subtrair 20 de ambos os lados da desigualdade:

x2<20

Subtrair 20 de ambos os lados:

x220<2020

Simplificar a expressão

x220<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, x2+0x20<0, são:

a = 1

b = 0

c = -20

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=20

x=(-0±sqrt(02-4*1*-20))/(2*1)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-0±sqrt(0-4*1*-20))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(0-4*-20))/(2*1)

x=(-0±sqrt(0--80))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(0+80))/(2*1)

x=(-0±sqrt(80))/(2*1)

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

x=(-0±sqrt(80))/(2)

para obter o resultado:

x=(-0±sqrt(80))/2

4. Simplificar a raiz quadrada (80)

Simplificar 80 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>80</math>:

A fatoração prima de 80 é 245

Escrever os fatores primos:

80=2·2·2·2·5

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

2·2·2·2·5=22·22·5

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

22·22·5=2·2·5

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

2·2·5=4·5

5. Resolver a equação para x

x=(-0±4*sqrt(5))/2

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-0+4*sqrt(5))/2 e x2=(-0-4*sqrt(5))/2

x1=(-0+4*sqrt(5))/2

Começamos por calcular a expressão entre parêntesis.

x1=(-0+4*sqrt(5))/2

x1=(-0+4*2,236)/2

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

x1=(-0+4*2,236)/2

x1=(-0+8,944)/2

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

x1=(-0+8,944)/2

x1=(8,944)/2

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

x1=8,9442

x1=4,472

x2=(-0-4*sqrt(5))/2

x2=(-0-4*2,236)/2

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

x2=(-0-4*2,236)/2

x2=(-0-8,944)/2

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

x2=(-0-8,944)/2

x2=(-8,944)/2

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

x2=8,9442

x2=4,472

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: -4,472, 4,472.

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+0x20<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.