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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 10<z<2
-10<z<-2
Notação de intervalo: z(10;2)
z∈(-10;-2)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

az2+bz+c<0

Adicionar 20 a ambos os lados da equação.

z2+12z<20

Adicionar 20 a ambos os lados da equação.

z2+12z+20<20+20

Simplificar a expressão

z2+12z+20<0

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

Os coeficientes da nossa desigualdade, z2+12z+20<0, são:

a = 1

b = 12

c = 20

3. Introduzir esses coeficientes na fórmula quadrática

A fórmula quadrática dá-nos as raízes para az2+bz+c<0, em que a, b e c são números (ou coeficientes), como indicado a seguir:

z=(-b±sqrt(b2-4ac))/(2a)

a=1
b=12
c=20

z=(-12±sqrt(122-4*1*20))/(2*1)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

z=(-12±sqrt(144-4*1*20))/(2*1)

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

z=(-12±sqrt(144-4*20))/(2*1)

z=(-12±sqrt(144-80))/(2*1)

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

z=(-12±sqrt(64))/(2*1)

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

z=(-12±sqrt(64))/(2)

para obter o resultado:

z=(-12±sqrt(64))/2

4. Simplificar a raiz quadrada (64)

Simplificar 64 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>64</math>:

A fatoração prima de 64 é 26

Escrever os fatores primos:

64=2·2·2·2·2·2

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

2·2·2·2·2·2=22·22·22

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

22·22·22=2·2·2

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

2·2·2=4·2

4·2=8

5. Resolver a equação para z

z=(-12±8)/2

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: z1=(-12+8)/2 e z2=(-12-8)/2

z1=(-12+8)/2

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

z1=(-12+8)/2

z1=(-4)/2

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

z1=42

z1=2

z2=(-12-8)/2

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

z2=(-12-8)/2

z2=(-20)/2

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

z2=202

z2=10

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: -10, -2.

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 z2+12z+20<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.