Inequações do 2º grau

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(Inequações do 2º grau)
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==Inequações do 2º grau==
 
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O gráfico da função $f(x)=ax^2+bx+c$, com $a\neq0$, é uma parábola. Se $a<0$ a concavidade da parábola é voltada para baixo e se $a>0$  a concavidade é voltada para cima.
 
O gráfico da função $f(x)=ax^2+bx+c$, com $a\neq0$, é uma parábola. Se $a<0$ a concavidade da parábola é voltada para baixo e se $a>0$  a concavidade é voltada para cima.
  
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Por exemplo a parábola $y=3x^2$, tem o vértice em $(0,0)$ e a concavidade voltada para cima, enquanto que a parábola $y=-3x^2$ tem o mesmo vértice mas a concavidade voltada para baixo.
 
Por exemplo a parábola $y=3x^2$, tem o vértice em $(0,0)$ e a concavidade voltada para cima, enquanto que a parábola $y=-3x^2$ tem o mesmo vértice mas a concavidade voltada para baixo.
  
[[File:parabolas1.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas em dois pontos, portanto $\Delta > 0$. O vértice da parábola tem uma ordenada negativa.
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[[File:parabolas1.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas em dois pontos, portanto $\Delta > 0$. O vértice da parábola tem uma ordenada negativa. [[Exemplo-8|(Exemplo)]]
 
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'''Exemplo'''
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A parábola $2x^2-2x-12$ tem $a=2$ e $\Delta=(-2)^2-4\times 2 \times (-12)=100$. Podemos então afirmar que a parábola tem a concavidade voltada para cima, tem dois zeros, $\displaystyle x=\frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}=\frac{2 \pm 10}{4}$ ($x=3$ ou $x=-2$) e o seu vértice é $\displaystyle \left(-\frac{-2}{2 \times 2},-\frac{100}{8}\right)=\left(\frac{1}{2},-\frac{25}{2}\right)$.
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O conjunto solução de $2x^2-2x-12<0$ é $]-2,3[$ e o conjunto solução de $2x^2-2x-12<0$ é $]-\infty,-2[ \cup ]3,+\infty[$.
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[[File:parabolas2.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas apenas num ponto, portanto $\Delta = 0$. O vértice da parábola é o seu zero.
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Consideremos a parábola $x^2-10x+25$. Nesta caso, $a=1$ e $\Delta=(-10)^2-4 \times 1 \times 25=0$. O único zero da função é $x=5$, e portanto o vértice da parábola é $(5,0)$.
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O conjunto solução da inequação $x^2-10x+25 <0$ é o conjunto vazio, $\emptyset$. O conjunto solução de $x^2-10x+25>0$ é $\mathbb{R}\setminus\{5\}$. Note-se que o conjunto solução de $x^2-10x+25 \ge 0$ é $\mathbb{R}$ e o conjunto solução de $x^2-10x+25\le 0$ é $\{5\}$.
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[[File:parabolas3.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, portanto $\Delta < 0$.
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Consideremos a parábola $4x^2+x+7$. $\Delta=1-4\times 4 \times 7=-111$, logo a parábola não tem zeros. Como $a=4$, a concavidade está voltada para cima. O vértice da parábola é o ponto $\displaystyle \left(-\frac{1}{8},\frac{111}{16}\right)$. O conjunto solução de $4x^2+x+7 \le 0$ é o conjunto vazio e o conjunto solução de $4x^2+x+7>0$ ou de $4x^2+x+7\ge 0$ é $\mathbb{R}$.
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[[File:parabolas4.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, portanto $\Delta < 0$.
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$\mathbf{a<0}$ \\ (concavidade para baixo) \\
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$\Delta > 0$ e
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$y_v>0$ \\
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dois zeros distintos
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\includegraphics[width=1in]{parabolas4}
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$-2x^2+4x+6>0$ \\
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\\
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$-2x^2+4x+6 \le 0$\\
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$]-1,3[$ \\
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$]-\infty,-1] \cup [3, + \infty [$ \\
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\end{tabular} \\ \hline
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\begin{tabular}{c}
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$\mathbf{a<0}$\\
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$\Delta = 0$  e
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$y_v=0$ \\
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um zero (duplo)
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\end{tabular} &
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\begin{tabular}{c}
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\includegraphics[width=1in]{parabolas5}
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\end{tabular} &
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$-x^2+16x-64<0$ \\
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$-x^2+16x-64 \ge 0$\\
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\end{tabular} &
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\begin{tabular}{c}
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$\mathbb{R}\setminus\{8\}$ \\
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  $\{8\}$ \\
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\end{tabular} \\ \hline
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\begin{tabular}{c}
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$\mathbf{a<0}$\\
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$\Delta < 0$ e $y_v<0$ \\
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\\
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não tem zeros
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\\
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\end{tabular} &
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\begin{tabular}{c}
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\includegraphics[width=1in]{parabolas6}
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\end{tabular} &
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\begin{tabular}{c}\\
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$-5x^2+5x-15\ge0$ \\
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\\
+
$-5x^2+5x-15 < 0$\\
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\end{tabular} &
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\begin{tabular}{c}\\
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  $\emptyset$ \\
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\\
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  $\mathbb{R}$ \\
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\\
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\end{tabular} \\ \hline
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\end{tabular}
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[[File:parabolas2.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas apenas num ponto, portanto $\Delta = 0$. O vértice da parábola é o seu zero. [[Exemplo-9|(Exemplo)]]
  
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[[File:parabolas3.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, portanto $\Delta < 0$.  [[Exemplo-10|(Exemplo)]]
  
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[[File:parabolas4.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola  interseta o eixo das abcissas em dois pontos, logo $\Delta >0$. [[Exemplo-13|(Exemplo)]]
  
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[[File:parabolas5.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola  interseta o eixo das abcissas apenas num ponto, logo $\Delta =0$. [[Exemplo-11|(Exemplo)]]
  
\subsubsection*{Exercícios Propostos}
+
[[File:parabolas6.jpg]] Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, logo $\Delta <0$. [[Exemplo-12|(Exemplo)]]
\begin{enumerate}
+
\item Determine o menor número natural que verifica a condição
+
\[
+
\frac{x-3}{4}-\frac{x^2+5}{4}<\frac{2x^2}{3}+10.
+
\]
+
  
\item Determine, em $\mathbb{R}$, o conjunto solução das seguintes inequações
+
[[Exercícios-9|Exercícios]]
  
\begin{tabular}{ll}
+
[[Matemática Elementar#Inequações|Voltar]] &nbsp; [[Inequações com módulos|Seguinte]]
(a) $\DS \left(x-\frac{1}{2}\right)\left(3-x\right)<0$ \ \ \ \ \ \ \ & (b) $\DS x^2-12x+27\le0$ \\
+
(c) $\DS x^2\ge x$ & (d) $\DS (x-1)^2-7\>(x-2)^2\le0$
+
\end{tabular}
+
\end{enumerate}
+

Latest revision as of 16:23, 16 November 2012

[edit] Inequações do 2º grau

O gráfico da função $f(x)=ax^2+bx+c$, com $a\neq0$, é uma parábola. Se $a<0$ a concavidade da parábola é voltada para baixo e se $a>0$ a concavidade é voltada para cima.

Resolver a inequação $ax^2+bx+c > 0$ é determinar os valores de $x$ para os quais a função $f$ é positiva, isto é, o gráfico da função fica acima do eixo dos $xx$.

Analogamente, resolver a inequação $ax^2+bx+c<0$ é determinar os valores de $x$ para os quais a função é negativa, ou seja, o gráfico da função fica abaixo do eixo dos $xx$.

As soluções deste tipo de inequações dependem do valor de $a$ e da posição do vértice da parábola correspondente à inequação tal como ilustram as tabelas seguintes. Recorde-se que a ordenada do vértice é dada por $y_v=\displaystyle -\frac{\Delta}{4a}$ e a abcissa é $\displaystyle x_v=-\frac{b}{2a}$, com $\Delta = b^2-4ac$.

Por exemplo a parábola $y=3x^2$, tem o vértice em $(0,0)$ e a concavidade voltada para cima, enquanto que a parábola $y=-3x^2$ tem o mesmo vértice mas a concavidade voltada para baixo.

Parabolas1.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas em dois pontos, portanto $\Delta > 0$. O vértice da parábola tem uma ordenada negativa. (Exemplo)

Parabolas2.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas apenas num ponto, portanto $\Delta = 0$. O vértice da parábola é o seu zero. (Exemplo)

Parabolas3.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para cima, por isso $a>0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, portanto $\Delta < 0$. (Exemplo)

Parabolas4.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas em dois pontos, logo $\Delta >0$. (Exemplo)

Parabolas5.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola interseta o eixo das abcissas apenas num ponto, logo $\Delta =0$. (Exemplo)

Parabolas6.jpg Neste caso temos a concavidade voltada para baixo, por isso $a<0$ e a parábola não interseta o eixo das abcissas, logo $\Delta <0$. (Exemplo)

Exercícios

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