Equações algébricas são equações nas
quais a incógnita x está sujeita a operações algébricas como: adição,
subtração, multiplicação, divisão e radiciação.
Exemplos:
1. a x + b = 0
2. a x² + bx + c = 0
Uma equação algébrica está em sua forma
canônica, quando ela pode ser escrita como:
ao xn + a1 xn-1 + ... + an-1 x1 + an = 0
onde n é um número inteiro positivo
(número natural). O maior expoente da incógnita em uma equação algébrica é
denominado o grau da equação e o coeficiente do termo de mais alto grau é
denominado coeficiente do termo dominante.
Exemplo: A equação 4x²+3x+2=0 tem o grau 2 e o coeficiente do termo dominante é
4. Neste caso, dizemos que esta é uma equação do segundo grau.
A fórmula quadrática de Sridhara
(Bhaskara)
Mostraremos na sequência como o
matemático Sridhara, obteve a Fórmula (conhecida como sendo) de Bhaskara, que é
a fórmula geral para a resolução de equações do segundo grau. Um fato curioso é
que a Fórmula de Bhaskara não foi descoberta por ele mas pelo matemático hindu
Sridhara, pelo menos um século antes da publicação de Bhaskara, fato
reconhecido pelo próprio Bhaskara, embora o material construído pelo pioneiro
não tenha chegado até nós.
O fundamento usado para obter esta
fórmula foi buscar uma forma de reduzir a equação do segundo grau a uma do
primeiro grau, através da extração de raízes quadradas de ambos os membros da
mesma.
Seja a equação:
a x² + b x + c = 0
com a não nulo e dividindo todos os
coeficientes por a, temos:
x² + (b/a) x + c/a =
0
Passando o termo constante para o
segundo membro, teremos:
x² + (b/a) x = -c/a
Prosseguindo, faremos com que o lado
esquerdo da equação seja um quadrado perfeito e para isto somaremos o quadrado de b/2a a ambos os membros da equação para
obter:
x² + (b/a) x +
(b/2a)² = -c/a + (b/2a)²
Simplificando ambos os lados da
equação, obteremos:
[x+(b/2a)]2 = (b² - 4ac) / 4a²
Notação: Usaremos a notação R[x] para representar a raiz quadrada de x>0.
R[5] representará a raiz quadrada de 5. Esta notação está sendo introduzida
aqui para fazer com que a página seja carregada mais rapidamente, pois a
linguagem HTML ainda não permite apresentar notações matemáticas na Internet de
uma forma fácil.
Extraindo a raiz quadrada de cada
membro da equação e lembrando que a raiz quadrada de todo número real não
negativo é também não negativa, obteremos duas respostas para a nossa equação:
x + (b/2a) = +
R[(b²-4ac) / 4a²]
ou
x + (b/2a) = -
R[(b²-4ac) / 4a²]
que alguns, por preguiça ou descuido, escrevem:
contendo um sinal ± que é lido como mais ou menos. Lembramos que este sinal ± não tem qualquer significado em Matemática.
Como estamos procurando duas raízes
para a equação do segundo grau, deveremos sempre escrever:
x' = -b/2a +
R[b²-4ac] /2a
ou
x" = -b/2a -
R[b²-4ac] /2a
A fórmula de Bhaskara ainda pode ser
escrita como:
onde D (às vezes usamos a letra maiúscula "delta" do alfabeto grego)
é o discriminante da equação do segundo grau, definido por:
D = b² - 4ac
Equação do segundo grau
Uma equação do segundo grau na
incógnita x é da forma:
a x² + b x + c = 0
onde os números reais a, b e c são os
coeficientes da equação, sendo que a deve ser diferente de zero. Essa equação é
também chamada de equação quadrática, pois o termo de
maior grau está elevado ao quadrado.
Equação Completa do segundo grau
Uma equação do segundo grau é completa,
se todos os coeficientes a, b e c são diferentes de zero.
Exemplos:
1. 2 x² + 7x + 5 = 0
2. 3 x² + x + 2 = 0
Equação incompleta do segundo grau
Uma equação do segundo grau é
incompleta se b=0 ou c=0 ou b=c=0. Na equação incompleta o coeficiente a é
diferente de zero.
Exemplos:
1. 4 x² + 6x = 0
2. 3 x² + 9 = 0
3. 2 x² = 0
Resolução de equações incompletas do
2o. grau
Equações do tipo ax²=0: Basta dividir toda
a equação por a para obter:
x² = 0
significando que a equação possui duas
raízes iguais a zero.
Equações do tipo ax²+c=0: Novamente dividimos
toda a equação por a e passamos o termo constante para o segundo membro para
obter:
x² = -c/a
Se -c/a for negativo, não existe
solução no conjunto dos números reais.
Se -c/a for positivo, a equação terá
duas raízes com o mesmo valor absoluto (módulo) mas de sinais contrários.
Equações do tipo ax²+bx=0: Neste caso,
fatoramos a equação para obter:
x (ax + b) = 0
e a equação terá duas raízes:
x' =
0 ou x" = -b/a
Exemplos gerais
1. 4x²=0 tem duas raízes
nulas.
2. 4x²-8=0 tem duas
raízes: x'=R[2], x"= -R[2]
3. 4x²+5=0 não tem
raízes reais.
4. 4x²-12x=0 tem duas
raízes reais: x'=3, x"=0
Exercícios: Resolver as equações incompletas do segundo grau.
1. x² + 6x = 0
2. 2 x² = 0
3. 3 x² + 7 = 0
4. 2 x² + 5 = 0
5. 10 x² = 0
6. 9 x² - 18 = 0
Resolução de equações completas do 2o.
grau
Como vimos, uma equação do tipo:
ax²+bx+c=0, é uma equação completa do segundo grau e para resolvê-la basta usar
a fórmula quadrática (atribuída a Bhaskara), que pode ser escrita na forma:
onde D=b²-4ac é o
discriminante da equação.
Para esse discriminante D há três possíveis situações:
1. Se D<0, não há solução real, pois não existe raiz quadrada real de número
negativo.
2. Se D=0, há duas soluções iguais:
x' = x" = -b /
2a
3. Se D>0, há duas soluções reais e diferentes:
x' = (-b + R[D])/2a
x" = (-b - R[D])/2a
x" = (-b - R[D])/2a
Exemplos: Preencher a tabela com os coeficientes e o discriminante de cada equação
do segundo grau, analisando os tipos de raízes da equação.
Equação
|
a
|
b
|
c
|
Delta
|
Tipos de raízes
|
x²-6x+8=0
|
1
|
-6
|
8
|
4
|
reais e diferentes
|
x²-10x+25=0
|
|||||
x²+2x+7=0
|
|||||
x²+2x+1=0
|
|||||
x²+2x=0
|
O uso da fórmula de Bhaskara
Você pode realizar o Cálculo das Raízes da Equação do segundo grau com a entrada dos coeficientes a, b e c em um formulário, mesmo no caso
em que D é negativo, o que
força a existência de raízes complexas conjugadas. Para estudar estas raízes,
visite o nosso link Números Complexos.
Mostraremos agora como usar a fórmula
de Bhaskara para resolver a equação:
x² - 5 x + 6 = 0
1. Identificar os
coeficientes: a=1, b= -5, c=6
2. Escrever o
discriminante D = b²-4ac.
3. Calcular
D=(-5)²-4×1×6=25-24=1
4. Escrever a fórmula de
Bhaskara:
5. Substituir os valores
dos coeficientes a, b e c na fórmula:
x' = (1/2)(5+R[1]) =
(5+1)/2 = 3
x" = (1/2)(5-R[1]) = (5-1)/2 = 2
x" = (1/2)(5-R[1]) = (5-1)/2 = 2
Exercícios
1. Calcular o
discriminante de cada equação e analisar as raízes em cada caso:
a. x² + 9 x + 8 = 0
b. 9 x² - 24 x + 16 = 0
c. x² - 2 x + 4 = 0
d. 3 x² - 15 x + 12 = 0
e. 10 x² + 72 x - 64 = 0
2. Resolver as equações:
a. x² + 6 x + 9 = 0
b. 3 x² - x + 3 = 0
c. 2 x² - 2 x - 12 = 0
d. 3 x² - 10 x + 3 = 0
Equações fracionárias do segundo grau
São equações do segundo grau com a
incógnita aparecendo no denominador.
Exemplos:
1. 3/(x² - 4) + 1/(x -
3) = 0
2. 3/(x²-4)+1/(x-2)=0
Para resolver este tipo de equação,
primeiramente devemos eliminar os valores de x que anulam os denominadores, uma
vez que tais valores não servirão para as raízes da equação, pois não existe
fração com denominador igual a 0. Na sequência extraímos o mínimo múltiplo
comum de todos os termos dos denominadores das frações, se houver necessidade.
1. Consideremos o
primeiro exemplo:
3/(x² - 4) + 1/(x -
3) = 0
x deve ser diferente
de 3, diferente de 2 e diferente de -2, assim podemos obter o mínimo múltiplo comum entre os termos como:
MMC(x) = (x² - 4)(x -
3)
Reduzindo as frações
ao mesmo denominador que deverá ser MMC(x), teremos:
[3(x-3) + 1(x²-4)] /
(x²-4)(x-3) = 0
o que significa que o
numerador deverá ser:
3(x - 3) + 1(x² - 4)
= 0
que desenvolvido nos
dá:
x2 + 3x - 13 = 0
que é uma equação do
segundo grau que pode ser resolvida pela fórmula de Bhaskara. Não existirão
números reais satisfazendo esta equação.
2. Consideremos agora o
segundo exemplo:
(x+3)/(2x-1)=2x/(x+4)
O mínimo múltiplo
comum entre 2x-1 e x+4 é MMC=(2x-1)(x-4) (o produto entre estes fatores) e MMC
somente se anulará se x=1/2 ou x= -4. Multiplicando os termos da equação
pelo MMC, teremos uma sequência de expressões como:
(x+3)(x+4)=2x(2x-1)
x² + 7x + 12 = 4x² - 2x
-3x² + 9x + 12 = 0
3x² - 9x - 12 = 0
x² - 3x - 4 = 0
(x-4)(x+1) = 0
Solução: x'=4 ou
x"= -1
3. Estudemos outro
exemplo:
3/(x²-4)+1/(x-2)=0
O mínimo múltiplo comum
é MMC=x²-4=(x-2)(x+2) e este MMC somente se anulará se x=2 ou x= -2.
Multiplicando os termos da equação pelo MMC, obteremos:
3 + (x+2)=0
cuja solução é
x= -5
Exercícios: Resolver as equações do segundo grau fracionárias:
1. x + 6/x = -7
2. (x+2)/(x+1) =
2x/(x-4)
3. (2-x)/x + 1/x² = 3/x
4. (x+2)/(x-2) +
(x-2)/(x+2) = 1
Equações bi-quadradas
São equações do 4o. grau na incógnita
x, da forma geral:
a x4 + b x² + c = 0
Na verdade, esta é uma equação que pode
ser escrita como uma equação do segundo grau através da substituição:
y = x²
para gerar
a y² + b y + c = 0
Aplicamos a fórmula quadrática para
resolver esta última equação e obter as soluções y' e y" e o procedimento
final deve ser mais cuidadoso, uma vez que
x² =
y' ou x² = y"
e se y' ou y" for negativo, as
soluções não existirão para x.
Exemplos:
1. Para resolver x4-13x²+36=0, tomamos
y=x², para obter y²-13y+36=0, cujas raízes são y'=4 ou y"=9, assim:
x² = 4
ou x² = 9
o que garante que o
conjunto solução é:
S = { 2, -2, 3, -3}
2. Para resolver x4-5x²-36=0, tomamos
y=x², para obter y²-5y-36=0, cujas raízes são y'= -4 ou y"=9 e desse
modo:
x² =
-4 ou x² = 9
o que garante que o
conjunto solução é:
S = {3, -3}
3. Se tomarmos y=x² na
equação x4+13x²+36=0, obteremos y²+13y+36=0, cujas raízes são y'= -4 ou
y"= -9 e dessa forma:
x² =
-4 ou x² = -9
o que garante que o
conjunto solução é vazio.
Aluno : Bruno lima de Souza
ResponderExcluirSerie: 8ª 9ª turma “a”
Teorema de Tales1
(resposta dos exercícios)
1)R=15/27=42
2)R=20/35=55
3)R=4cm
b)R=10 e 16
c)15 e 12
4)a)R=9
b)16 e 14
c)? d)?
Teorema de Tales2
(resposta dos exercícios)
1)a)6 b)7 c)10,5 d)6 e)2 f)7 g)7 h)15
2)a)3 e 2 b)? c) ? d)16,24 e 40
3)21 e 35
4)?
5)?
Exercícios
1)a)4 b)3 c)3 d)3
2)17
3)a)6 b)72
7)676=676
8)11
9)3√2
10) 20
11) 5m
12) 88
13) 9
14) 10
15)?
16) a) 6 b)72
17)?
18)a ) 20 b)?
19)?
20)?
Aluna : Milena Braga
ResponderExcluirSerie: 8ª 9ª turma “a”
Teorema de Tales1
(resposta dos exercícios)
1)R=15/27=42
2)R=20/35=55
3)R=4cm
b)R=10 e 16
c)15 e 12
4)a)R=9
b)16 e 14
c)? d)?
Teorema de Tales2
(resposta dos exercícios)
1)a)6 b)7 c)10,5 d)6 e)2 f)7 g)7 h)15
2)a)3 e 2 b)? c) ? d)16,24 e 40
3)21 e 35
4)?
5)?
Exercícios
1)a)4 b)3 c)3 d)3
2)17
3)a)6 b)72
7)676=676
8)11
9)3√2
10) 20
11) 5m
12) 88
13) 9
14) 10
15)?
16) a) 6 b)72
17)?
18)a ) 20 b)?
19)?
20)?
Aluna : Matheus Costa
ResponderExcluirSerie: 8ª 9ª turma “a”
Teorema de Tales1
(resposta dos exercícios)
1)R=15/27=42
2)R=20/35=55
3)R=4cm
b)R=10 e 16
c)15 e 12
4)a)R=9
b)16 e 14
c)? d)?
Teorema de Tales2
(resposta dos exercícios)
1)a)6 b)7 c)10,5 d)6 e)2 f)7 g)7 h)15
2)a)3 e 2 b)? c) ? d)16,24 e 40
3)21 e 35
4)?
5)?
Exercícios
1)a)4 b)3 c)3 d)3
2)17
3)a)6 b)72
7)676=676
8)11
9)3√2
10) 20
11) 5m
12) 88
13) 9
14) 10
15)?
16) a) 6 b)72
17)?
18)a ) 20 b)?
19)?
20)?