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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 2,179<x<2,179
-2,179<x<2,179
Notação de intervalo: x(2.179;2.179)
x∈(-2.179;2.179)

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:

4x2+1<20

Subtrair 20 de ambos os lados:

4x2+120<2020

Simplificar a expressão

4x219<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, 4x2+0x19<0, são:

a = 4

b = 0

c = -19

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=4
b=0
c=19

x=(-0±sqrt(02-4*4*-19))/(2*4)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-0±sqrt(0-4*4*-19))/(2*4)

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

x=(-0±sqrt(0-16*-19))/(2*4)

x=(-0±sqrt(0--304))/(2*4)

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

x=(-0±sqrt(0+304))/(2*4)

x=(-0±sqrt(304))/(2*4)

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

x=(-0±sqrt(304))/(8)

para obter o resultado:

x=(-0±sqrt(304))/8

4. Simplificar a raiz quadrada (304)

Simplificar 304 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>304</math>:

A fatoração prima de 304 é 2419

Escrever os fatores primos:

304=2·2·2·2·19

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

2·2·2·2·19=22·22·19

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

22·22·19=2·2·19

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

2·2·19=4·19

5. Resolver a equação para x

x=(-0±4*sqrt(19))/8

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(-0+4*sqrt(19))/8 e x2=(-0-4*sqrt(19))/8

x1=(-0+4*sqrt(19))/8

Remova os parênteses

x1=(-0+4*sqrt(19))/8

x1=(-0+4*4,359)/8

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

x1=(-0+4*4,359)/8

x1=(-0+17,436)/8

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

x1=(-0+17,436)/8

x1=(17,436)/8

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

x1=17,4368

x1=2,179

x2=(-0-4*sqrt(19))/8

x2=(-0-4*4,359)/8

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

x2=(-0-4*4,359)/8

x2=(-0-17,436)/8

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

x2=(-0-17,436)/8

x2=(-17,436)/8

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

x2=17,4368

x2=2,179

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: -2,179, 2,179.

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.

7. Escolher o intervalo correto (solução)

Uma vez que 4x2+0x19<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.