Skip to main content
Global

6.6: Equações polinomiais

  • Page ID
    183320
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    objetivos de aprendizagem

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Use a propriedade Zero Product
    • Resolva equações quadráticas por fatoração
    • Resolva equações com funções polinomiais
    • Resolva aplicações modeladas por equações polinomiais

    Antes de começar, faça este teste de prontidão.

    1. Resolver:\(5y−3=0\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].
    2. Considere completamente:\(n^3−9n^2−22n\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].
    3. Se\(f(x)=8x−16\), encontre\(f(3)\) e resolva\(f(x)=0\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].

    Passamos um tempo considerável aprendendo como fatorar polinômios. Agora, examinaremos as equações polinomiais e as resolveremos usando fatoração, se possível.

    Uma equação polinomial é uma equação que contém uma expressão polinomial. O grau da equação polinomial é o grau do polinômio.

    EQUAÇÃO POLINOMIAL

    Uma equação polinomial é uma equação que contém uma expressão polinomial.

    O grau da equação polinomial é o grau do polinômio.

    Já resolvemos equações polinomiais de grau um. As equações polinomiais de grau um são equações lineares que têm a forma\(ax+b=c\).

    Agora vamos resolver equações polinomiais de grau dois. Uma equação polinomial de grau dois é chamada de equação quadrática. Listados abaixo estão alguns exemplos de equações quadráticas:

    \[x^2+5x+6=0 \qquad 3y^2+4y=10 \qquad 64u^2−81=0 \qquad n(n+1)=42 \nonumber\]

    A última equação não parece ter a variável ao quadrado, mas quando simplificarmos a expressão à esquerda, obteremos\(n^2+n\).

    A forma geral de uma equação quadrática é\(ax^2+bx+c=0\), com\(a\neq 0\). (Se\(a=0\), então\(0·x^2=0\) e ficamos sem termo quadrático.)

    EQUAÇÃO QUADRÁTICA

    Uma equação da forma\(ax^2+bx+c=0\) é chamada de equação quadrática.

    \[a,b,\text{ and }c\text{ are real numbers and }a\neq 0\nonumber\]

    Para resolver equações quadráticas, precisamos de métodos diferentes dos que usamos na solução de equações lineares. Examinaremos um método aqui e, em seguida, vários outros em um capítulo posterior.

    Use a propriedade Zero Product

    Primeiro, resolveremos algumas equações quadráticas usando a Propriedade do Produto Zero. A Propriedade do Produto Zero diz que, se o produto de duas quantidades for zero, pelo menos uma das quantidades será zero. A única maneira de obter um produto igual a zero é multiplicar pelo próprio zero.

    PROPRIEDADE DE PRODUTO ZERO

    Se\(a·b=0\), então, um\(a=0\)\(b=0\) ou ambos.

    Agora usaremos a Propriedade do Produto Zero para resolver uma equação quadrática.

    Exemplo\(\PageIndex{1}\): How to Solve a Quadratic Equation Using the Zero Product Property

    Resolver:\((5n−2)(6n−1)=0\).

    Responda

    A equação é parênteses abertos 5n menos 2 parênteses fechados parênteses abertos 6n menos 1 parênteses fechados é igual a 0. O produto é igual a zero, então pelo menos um fator deve ser igual a zero. A etapa 1 define cada fator como igual a zero. Então, 5n menos 2 é igual a 0 e 6n menos 1 é igual a 0.A etapa 2 é resolver as equações lineares. Então, obtemos n igual a 2 por 5 e n igual a 1 por 6.A etapa 3 é verificar substituindo cada solução separadamente na equação original.

    Exemplo\(\PageIndex{2}\)

    Resolver:\((3m−2)(2m+1)=0\).

    Responda

    \(m=\frac{2}{3},\space m=−\frac{1}{2}\)

    Exemplo\(\PageIndex{3}\)

    Resolver:\((4p+3)(4p−3)=0\).

    Responda

    \(p=−\frac{3}{4},\space p=\frac{3}{4}\)

    USE A PROPRIEDADE ZERO PRODUCT.
    1. Defina cada fator igual a zero.
    2. Resolva as equações lineares.
    3. Confira.

    Resolva equações quadráticas por fatoração

    A Propriedade do Produto Zero funciona muito bem para resolver equações quadráticas. A equação quadrática deve ser fatorada, com zero isolado em um lado. Portanto, certifique-se de começar com a equação quadrática na forma padrão,\(ax^2+bx+c=0\). Em seguida, fatoramos a expressão à esquerda.

    Resolver:\(2y^2=13y+45\).

    Responda

    A equação é 2 y ao quadrado igual a 13y mais 45. O passo 1 é escrevê-lo na forma padrão a x ao quadrado mais bx mais c. Portanto, temos 2 y ao quadrado menos 13y menos 45 é igual a 0.A etapa 2 é fatorar a expressão quadrática. Portanto, temos 2y mais 5, y menos 9 é igual a 0.A etapa 3 é usar a propriedade zero do produto. Definindo cada fator igual a zero, temos duas equações lineares: 2y mais 5 é igual a 0 e y menos 9 é igual a 0.O passo 4 é resolver as equações lineares. Nós obtemos, y é igual a menos 5 por 2 e y é igual a 9.A etapa 5 é verificar substituindo cada solução separadamente na equação original

    Exemplo\(\PageIndex{5}\)

    Resolver:\(3c^2=10c−8\).

    Responda

    \(c=2,\space c=\frac{4}{3}\)

    Exemplo\(\PageIndex{6}\)

    Resolver:\(2d^2−5d=3\).

    Responda

    \(d=3,\space d=−12\)

    RESOLVA UMA EQUAÇÃO QUADRÁTICA POR FATORAÇÃO.
    1. Escreva a equação quadrática na forma padrão,\(ax^2+bx+c=0\).
    2. Considere a expressão quadrática.
    3. Use a propriedade Zero Product.
    4. Resolva as equações lineares.
    5. Confira. Substitua cada solução separadamente na equação original.

    Antes de fatorarmos, devemos garantir que a equação quadrática esteja na forma padrão.

    Resolver equações quadráticas por fatoração fará uso de todas as técnicas de fatoração que você aprendeu neste capítulo! Você reconhece o padrão especial do produto no próximo exemplo?

    Exemplo\(\PageIndex{7}\)

    Resolver:\(169q^2=49\).

    Responda

    \(\begin{array} {ll} &169x^2=49 \\ \text{Write the quadratic equation in standard form.} &169x^2−49=0 \\ \text{Factor. It is a difference of squares.} &(13x−7)(13x+7)=0 \\ \text{Use the Zero Product Property to set each factor to }0. & \\ \text{Solve each equation.} &\begin{array} {ll} 13x−7=0 &13x+7=0 \\ 13x=7 &13x=−7 \\ x=\frac{7}{13} &x=−\frac{7}{13} \end{array} \end{array}\)

    Confira:

    Deixamos o cheque para você.

    Exemplo\(\PageIndex{8}\)

    Resolver:\(25p^2=49\).

    Responda

    \(p=\frac{7}{5},p=−\frac{7}{5}\)

    Exemplo\(\PageIndex{9}\)

    Resolver:\(36x^2=121\).

    Responda

    \(x=\frac{11}{6},x=−\frac{11}{6}\)

    No próximo exemplo, o lado esquerdo da equação é fatorado, mas o lado direito não é zero. Para usar a Propriedade do Produto Zero, um lado da equação deve ser zero. Multiplicaremos os fatores e, em seguida, escreveremos a equação na forma padrão.

    Exemplo\(\PageIndex{10}\)

    Resolver:\((3x−8)(x−1)=3x\).

    Responda

    \(\begin{array} {ll} &(3x−8)(x−1)=3x \\ \text{Multiply the binomials.} &3x^2−11x+8=3x \\ \text{Write the quadratic equation in standard form.} &3x^2−14x+8=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &(3x−2)(x−4)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property to set each factor to 0.} \\ \text{Solve each equation.} \end{array} &\begin{array} {ll} 3x−2=0 &x−4=0 \\ 3x=2 &x=4 \\ x=\frac{2}{3} & \end{array} \\ \text{Check your answers.} &\text{The check is left to you.} \end{array}\)

    Exemplo\(\PageIndex{11}\)

    Resolver:\((2m+1)(m+3)=12m\).

    Responda

    \(m=1,\space m=\frac{3}{2}\)

    Exemplo\(\PageIndex{12}\)

    Resolver:\((k+1)(k−1)=8\).

    Responda

    \(k=3,\space k=−3\)

    No próximo exemplo, quando fatorarmos a equação quadrática, obteremos três fatores. No entanto, o primeiro fator é uma constante. Sabemos que esse fator não pode ser igual a 0.

    Exemplo\(\PageIndex{13}\)

    Resolver:\(3x^2=12x+63\).

    Responda

    \(\begin{array} {ll} &3x^2=12x+63 \\ \text{Write the quadratic equation in standard form.} &3x^2−12x−63=0 \\ \text{Factor the greatest common factor first.} &3(x^2−4x−21)=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &3(x−7)(x+3)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property to set each factor to 0.} \\ \text{Solve each equation.} \end{array} &\begin{array} {lll} 3\neq 0 &x−7=0 &x+3=0 \\ 3\neq 0 &x=7 &x=−3 \end{array} \\ \text{Check your answers.} &\text{The check is left to you.} \end{array}\)

    Exemplo\(\PageIndex{14}\)

    Resolver:\(18a^2−30=−33a\).

    Responda

    \(a=−\frac{5}{2},a=\frac{2}{3}\)

    Exemplo\(\PageIndex{15}\)

    Resolver:\(123b=−6−60b^2\)

    Responda

    \(b=−2,\space b=−\frac{1}{20}\)

    A Propriedade do Produto Zero também se aplica ao produto de três ou mais fatores. Se o produto for zero, pelo menos um dos fatores deve ser zero. Podemos resolver algumas equações de grau maior que dois usando a Propriedade do Produto Zero, assim como resolvemos equações quadráticas.

    Exemplo\(\PageIndex{16}\)

    Resolver:\(9m^3+100m=60m^2\)

    Responda

    \(\begin{array} {ll} & 9m^3+100m=60m^2 \\ \text{Bring all the terms to one side so that the other side is zero.} &9m^3−60m^2+100m=0 \\ \text{Factor the greatest common factor first.} &m(9m^2−60m+100)=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &m(3m−10)^2=0 \end{array}\\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property to set each factor to 0.} \\ \text{Solve each equation.} &\begin{array} {lll} m=0 &3m−10=0 &{}\\ m=0 &m=\frac{10}{3} & {} \end{array}\\ \text{Check your answers.} &\text{The check is left to you.} \end{array}\)

    Exemplo\(\PageIndex{17}\)

    Resolver:\(8x^3=24x^2−18x\).

    Responda

    \(x=0,\space x=\frac{3}{2}\)

    Exemplo\(\PageIndex{18}\)

    Resolver:\(16y^2=32y^3+2y\).

    Responda

    \(y=0,\space y=14\)

    Resolva equações com funções polinomiais

    À medida que nosso estudo das funções polinomiais continua, muitas vezes será importante saber quando a função terá um determinado valor ou quais pontos estão no gráfico da função. Nosso trabalho com a Zero Product Property nos ajudará a encontrar essas respostas.

    Exemplo\(\PageIndex{19}\)

    Para a função\(f(x)=x^2+2x−2\),

    ⓐ encontre\(x\) quando\(f(x)=6\)
    ⓑ encontre dois pontos que estão no gráfico da função.

    Responda


    \(\begin{array} {ll} &f(x)=x^2+2x−2 \\ \text{Substitute }6\text{ for }f(x). &6=x^2+2x−2 \\ \text{Put the quadratic in standard form.} &x^2+2x−8=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &(x+4)(x−2)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the zero product property.} \\ \text{Solve.} \end{array} &\begin{array} {lll} x+4=0 &\text{or} &x−2=0 \\ x=−4 &\text{or} &x=2 \end{array} \\ \text{Check:} & \\ & \\ & \\ & \\ & \\ & \\ & \\ & \\ & \\ \begin{array} {lll} \quad &\hspace{3mm} f(x)=x^2+2x−2 &f(x)=x^2+2x−2 \\ \quad &f(−4)=(−4)^2+2(−4)−2 &f(2)=2^2+2·2−2 \\ \quad &f(−4)=16−8−2 &f(2)=4+4−2 \\ \quad &f(−4)=6\checkmark &f(2)=6\checkmark \end{array} & \end{array} \)

    ⓑ Desde\(f(−4)=6\) e\(f(2)=6\), os pontos\((−4,6)\)\((2,6)\) estão no gráfico da função.

    Exemplo\(\PageIndex{20}\)

    Para a função\(f(x)=x^2−2x−8\),

    ⓐ encontre\(x\) quando\(f(x)=7\)
    ⓑ Encontre dois pontos que estão no gráfico da função.

    Responda

    \(x=−3\) ou\(x=5\)
    \((−3,7)\space (5,7)\)

    Exemplo\(\PageIndex{21}\)

    Para a função\(f(x)=x^2−8x+3\),

    ⓐ encontre\(x\) quando\(f(x)=−4\)
    ⓑ Encontre dois pontos que estão no gráfico da função.

    Responda

    \(x=1\) ou\(x=7\)
    \((1,−4)\space (7,−4)\)

    A Propriedade do Produto Zero também nos ajuda a determinar onde a função é zero. Um valor de\(x\) onde a função está\(0\) é chamado de zero da função.

    ZERO DE UMA FUNÇÃO

    Para qualquer função\(f\), if\(f(x)=0\), então\(x\) é um zero da função.

    Quando\(f(x)=0\), o ponto\((x,0)\) é um ponto no gráfico. Este ponto é uma interceptação\(x\) - do gráfico. Muitas vezes, é importante saber onde o gráfico de uma função cruza os eixos. Veremos alguns exemplos mais tarde.

    Exemplo\(\PageIndex{22}\)

    Para a função\(f(x)=3x^2+10x−8\), encontre

    ⓐ os zeros da função,
    ⓑ qualquer\(x\) interceptação do gráfico da função
    ⓒ qualquer\(y\) interceptação do gráfico da função

    Responda

    ⓐ Para encontrar os zeros da função, precisamos descobrir quando o valor da função é 0.
    \(\begin{array} {ll} &f(x)=3x^2+10x−8 \\ \text{Substitute }0\text{ for}f(x). &0=3x^2+10x−8 \\ \text{Factor the trinomial.} &(x+4)(3x−2)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the zero product property.} \\ \text{Solve.} \end{array} &\begin{array} {lll} x+4=0 &\text{or} &3x−2=0 \\ x=−4 &\text{or} &x=\frac{2}{3} \end{array} \end{array}\)

    ⓑ Uma\(x\) intercepção -ocorre quando\(y=0\). Desde\(f(−4)=0\) e\(f(\frac{2}{3})=0\), os pontos\((−4,0)\) e\((\frac{2}{3},0)\) estão no gráfico. Esses pontos são\(x\) -interceptos da função.


    ⓒ Uma\(y\) intercepção -ocorre quando\(x=0\). Para encontrar as\(y\) interceptações -, precisamos encontrar\(f(0)\).
    \(\begin{array} {ll} &f(x)=3x^2+10x−8 \\ \text{Find }f(0)\text{ by substituting }0\text{ for }x. &f(0)=3·0^2+10·0−8 \\ \text{Simplify.} &f(0)=−8 \end{array} \)
    Desde então\(f(0)=−8\), o ponto\((0,−8)\) está no gráfico. Esse ponto é o\(y\) intercepto -da função.

    Exemplo\(\PageIndex{23}\)

    Para a função\(f(x)=2x^2−7x+5\), encontre

    ⓐ os zeros da função
    ⓑ qualquer\(x\) interceptação do gráfico da função
    ⓒ qualquer\(y\) interceptação do gráfico da função.

    Responda

    \(x=1\) ou\(x=\frac{5}{2}\)
    \((1,0),\space (\frac{5}{2},0)\)\((0,5)\)

    Exemplo\(\PageIndex{24}\)

    Para a função\(f(x)=6x^2+13x−15\), encontre

    ⓐ os zeros da função
    ⓑ qualquer\(x\) interceptação do gráfico da função
    ⓒ qualquer\(y\) interceptação do gráfico da função.

    Responda

    \(x=−3\) ou\(x=\frac{5}{6}\)
    \((−3,0),\space (\frac{5}{6},0)\)\((0,−15)\)

    Resolva aplicações modeladas por equações polinomiais

    A estratégia de resolução de problemas que usamos anteriormente para aplicativos que se traduzem em equações lineares também funcionará bem para aplicativos que se traduzem em equações polinomiais. Vamos copiar a estratégia de resolução de problemas aqui para que possamos usá-la como referência.

    USE UMA ESTRATÉGIA DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS PARA RESOLVER PROBLEMAS DE PALAVRAS.
    1. Leia o problema. Certifique-se de que todas as palavras e ideias sejam compreendidas.
    2. Identifique o que estamos procurando.
    3. Diga o que estamos procurando. Escolha uma variável para representar essa quantidade.
    4. Traduza em uma equação. Pode ser útil reafirmar o problema em uma frase com todas as informações importantes. Em seguida, traduza a frase em inglês em uma equação algébrica.
    5. Resolva a equação usando técnicas de álgebra apropriadas.
    6. Verifique a resposta do problema e verifique se faz sentido.
    7. Responda à pergunta com uma frase completa.

    Começaremos com um problema numérico para praticar a tradução de palavras em uma equação polinomial.

    Exemplo\(\PageIndex{25}\)

    O produto de dois números inteiros ímpares consecutivos é 323. Encontre os números inteiros.

    Responda

    \(\begin{array} {ll} \textbf{Step 1. Read }\text{the problem.} & \\ \textbf{Step 2. Identify }\text{what we are looking for.} &\text{We are looking for two consecutive integers.} \\ \textbf{Step 3. Name}\text{ what we are looking for.} &\text{Let } n=\text{ the first integer.} \\ &n+2= \text{ next consecutive odd integer} \\ \begin{array} {l} \textbf{Step 4. Translate }\text{into an equation. Restate the}\hspace{20mm} \\ \text{problem in a sentence.} \end{array} &\begin{array} {l} \text{The product of the two consecutive odd} \\ \text{integers is }323. \end{array} \\ &\quad n(n+2)=323 \\ \textbf{Step 5. Solve }\text{the equation.} n^2+2n=323 \\ \text{Bring all the terms to one side.} &n^2+2n−323=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &(n−17)(n+19)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property.} \\ \text{Solve the equations.} \end{array} &\begin{array} {ll} n−17=0 \hspace{10mm}&n+19=0 \\ n=17 &n=−19 \end{array} \end{array} \)
    Existem dois valores para\(n\) que sejam soluções para esse problema. Portanto, existem dois conjuntos de números inteiros ímpares consecutivos que funcionarão.

    \(\begin{array} {ll} \text{If the first integer is } n=17 \hspace{60mm} &\text{If the first integer is } n=-19 \\ \text{then the next odd integer is} &\text{then the next odd integer is} \\ \hspace{53mm} n+2 &\hspace{53mm} n+2 \\ \hspace{51mm} 17+2 &\hspace{51mm} -19+2 \\ \hspace{55mm} 19 &\hspace{55mm} -17 \\ \hspace{51mm} 17,19 &\hspace{51mm} -17,-19 \\ \textbf{Step 6. Check }\text{the answer.} & \\ \text{The results are consecutive odd integers} & \\ \begin{array} {ll} 17,\space 19\text{ and }−19,\space −17. & \\ 17·19=323\checkmark &−19(−17)=323\checkmark \end{array} & \\ \text{Both pairs of consecutive integers are solutions.} & \\ \textbf{Step 7. Answer }\text{the question} &\text{The consecutive integers are }17, 19\text{ and }−19,−17. \end{array} \)

    Exemplo\(\PageIndex{26}\)

    O produto de dois números inteiros ímpares consecutivos é 255. Encontre os números inteiros.

    Responda

    \(−15,−17\)e\(15, 17\)

    Exemplo\(\PageIndex{27}\)

    O produto de dois números inteiros ímpares consecutivos é 483 Encontre os números inteiros.

    Responda

    \(−23,−21\)e\(21, 23\)

    Você ficou surpreso com o par de números inteiros negativos que é uma das soluções para o exemplo anterior? O produto dos dois números inteiros positivos e o produto dos dois números inteiros negativos dão resultados positivos.

    Em algumas aplicações, soluções negativas resultarão da álgebra, mas não serão realistas para a situação.

    Exemplo\(\PageIndex{28}\)

    Um quarto retangular tem uma área de 117 pés quadrados. O comprimento do quarto é quatro pés a mais do que a largura. Encontre o comprimento e a largura do quarto.

    Responda
    Etapa 1. Leia o problema. Em problemas envolvendo figuras
    geométricas, um esboço pode ajudar você
    a visualizar a situação.
    .
    Etapa 2. Identifique o que você está procurando. Estamos procurando o comprimento e a largura.
    Etapa 3. Diga o que você está procurando. Deixe\(w=\text{ the width of the bedroom}\).
    O comprimento é quatro pés a mais do que a largura. \(w+4=\text{ the length of the garden}\)
    Etapa 4. Traduza em uma equação.  
    Reafirme as informações importantes em uma frase. A área do quarto é de 117 pés quadrados.
    Use a fórmula para a área de um retângulo. \(A=l·w\)
    Substitua as variáveis. \(117=(w+4)w\)
    Etapa 5. Resolva a equação Distribuir primeiro. \(117=w^2+4w\)
    Obtenha zero em um lado. \(117=w^2+4w\)
    Considere o trinômio. \(0=w^2+4w−117\)
    Use a propriedade Zero Product. \(0=(w^2+13)(w−9)\)
    Resolva cada equação. \(0=w+13\quad 0=w−9\)
    Como\(w\) é a largura do quarto, não
    faz sentido que seja negativo. Eliminamos esse valor para\(w\).
    \(\cancel{w=−13}\)\(\quad w=9\)
      \(w=9\)A largura é de 9 pés.
    Encontre o valor do comprimento. \(w+4\)
    \(9+4\)
    13 O comprimento é de 13 pés.
    Etapa 6. Verifique a resposta.
    A resposta faz sentido?

    .
    Sim, isso faz sentido.
     
    Etapa 7. Responda à pergunta. A largura do quarto é de 9 pés e
    o comprimento é de 13 pés.
    Exemplo\(\PageIndex{29}\)

    Uma placa retangular tem uma área de 30 pés quadrados. O comprimento da placa é um pé a mais do que a largura. Encontre o comprimento e a largura da placa.

    Responda

    A largura é de 5 pés e o comprimento é de 6 pés.

    Exemplo\(\PageIndex{30}\)

    Um pátio retangular tem uma área de 180 pés quadrados. A largura do pátio é três pés menor que o comprimento. Encontre o comprimento e a largura do pátio.

    Responda

    O comprimento do pátio é de 12 pés e a largura de 15 pés.

    No próximo exemplo, usaremos o Teorema de Pitágoras\((a^2+b^2=c^2)\). Essa fórmula fornece a relação entre as pernas e a hipotenusa de um triângulo reto.

    A figura mostra um triângulo reto com o lado mais curto sendo a, o segundo lado sendo b e a hipotenusa sendo c.

    Usaremos essa fórmula para no próximo exemplo.

    Exemplo\(\PageIndex{31}\)

    A vela de um barco tem a forma de um triângulo reto, conforme mostrado. A hipotenusa terá 17 pés de comprimento. O comprimento de um lado será 7 pés a menos que o comprimento do outro lado. Encontre os comprimentos dos lados da vela.

    A figura mostra um triângulo reto com o lado mais curto sendo x, o segundo lado sendo x menos 7 e a hipotenusa sendo 17.

    Responda
    Etapa 1. Leia o problema  
    Etapa 2. Identifique o que você está procurando. Estamos procurando os comprimentos das
    laterais da vela.
    Etapa 3. Diga o que você está procurando.
    Um lado é 7 a menos que o outro.
    Deixe\(x=\text{ length of a side of the sail}\).
    \(x−7=\text{ length of other side}\)
    Etapa 4. Traduza em uma equação. Como esse é um
    triângulo reto, podemos usar o Teorema de Pitágoras.
    \(a^2+b^2=c^2\)
    Substitua as variáveis. \(x^2+(x−7)^2=17^2\)
    Etapa 5. Resolva a equação
    Simplifique.
    \(x^2+x^2−14x+49=289\)
      \(2x^2−14x+49=289\)
    É uma equação quadrática, então obtenha zero em um lado. \(2x^2−14x−240=0\)
    Considere o maior fator comum. \(2(x^2−7x−120)=0\)
    Considere o trinômio. \(2(x−15)(x+8)=0\)
    Use a propriedade Zero Product. \(2\neq 0\quad x−15=0\quad x+8=0\)
    Resolver. \(2\neq 0\quad x=15\quad x=−8\)
    Como\(x\) é um lado do triângulo, não\(x=−8\)
    faz sentido.
    \(2\neq 0\quad x=15\quad \cancel{x=−8}\)
    Encontre o comprimento do outro lado.  
    Se o comprimento de um lado for
    , então o comprimento do outro lado é
    .
    .
    .
    8 é o comprimento do outro lado.
    Etapa 6. Verifique a resposta no problema
    Esses números fazem sentido?

    .
     
    Etapa 7. Responda à pergunta Os lados da vela têm 8, 15 e 17 pés.
    Exemplo\(\PageIndex{32}\)

    Justine quer colocar um baralho no canto de seu quintal em forma de triângulo reto. O comprimento de um lado do convés é 7 pés a mais do que o outro lado. A hipotenusa é 13. Encontre os comprimentos dos dois lados do baralho.

    Responda

    5 pés e 12 pés

    Exemplo\(\PageIndex{33}\)

    Um jardim de meditação tem a forma de um triângulo reto, com uma perna de 7 pés. O comprimento da hipotenusa é um a mais do que o comprimento da outra perna. Encontre o comprimento da hipotenusa e da outra perna.

    Responda

    24 pés e 25 pés

    O próximo exemplo usa a função que fornece a altura de um objeto em função do tempo quando ele é lançado de 80 pés acima do solo.

    Exemplo\(\PageIndex{34}\)

    Dennis vai jogar sua bola de elástico para cima do topo de um prédio do campus. Quando ele joga a bola de elástico a 80 pés acima do solo, a função\(h(t)=−16t^2+64t+80\) modela a altura\(h\),, da bola acima do solo em função do tempo,\(t\). Encontre:

    ⓐ os zeros dessa função que nos dizem quando a bola atinge o chão
    ⓑ quando a bola estará 80 pés acima do solo
    ⓒ a altura da bola em\(t=2\) segundos.

    Responda

    ⓐ Os zeros dessa função são encontrados pela resolução\(h(t)=0\). Isso nos dirá quando a bola atingirá o chão.
    \(\begin{array} {ll} &h(t)=0 \\ \text{Substitute in the polynomial for }h(t). &−16t^2+64t+80=0 \\ \text{Factor the GCF, }−16. &−16(t^2−4t−5)=0 \\ \text{Factor the trinomial.} &−16(t−5)(t+1)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property.} \\ \text{Solve.} \end{array} &\begin{array} {ll} t−5=0 &t+1=0 \\ t=5 &t=−1 \end{array} \end{array} \)

    O resultado\(t=5\) indica que a bola atingirá o chão 5 segundos depois de ser lançada. Como o tempo não pode ser negativo, o resultado\(t=−1\) é descartado.

    ⓑ A bola estará 80 pés acima do solo quando\(h(t)=80\).
    \(\begin{array} {ll} &h(t)=80 \\ \text{Substitute in the polynomial for }h(t). &−16t^2+64t+80=80 \\ \text{Subtract 80 from both sides.} &−16t^2+64t=0 \\ \text{Factor the GCF, }−16t. &−16t(t−4)=0 \\ \begin{array} {l} \text{Use the Zero Product Property.} \\ \text{Solve.}\end{array} &\begin{array} {ll} −16t=0 &t−4=0 \\ t=0 &t=4 \end{array} \\ &\text{The ball will be at 80 feet the moment Dennis} \\ &\text{tosses the ball and then 4 seconds later, when} \\ &\text{the ball is falling.} \end{array} \)

    ⓒ Para encontrar a bola de altura em\(t=2\) segundos, encontramos\(h(2)\).
    \(\begin{array} {ll} &h(t)=−16t^2+64t+80 \\ \text{To find }h(2)\text{ substitute }2\text{ for }t. &h(2)=−16(2)^2+64·2+80 \\ \text{Simplify.} &h(2)=144 \\ &\text{After 2 seconds, the ball will be at 144 feet.} \end{array}\)

    Exemplo\(\PageIndex{35}\)

    Genevieve vai jogar uma pedra do topo de uma trilha com vista para o oceano. Quando ela joga a rocha para cima a partir de 160 pés acima do oceano, a função\(h(t)=−16t^2+48t+160\) modela a altura\(h\),, da rocha acima do oceano em função do tempo,\(t\). Encontre:

    ⓐ os zeros dessa função que nos dizem quando a rocha atingirá o oceano
    ⓑ quando a rocha estará 160 pés acima do oceano.
    ⓒ a altura da rocha em\(t=1.5\) segundos.

    Responda

    ⓐ 5 ⓑ 0; 3 ⓒ 196

    Exemplo\(\PageIndex{36}\)

    Calib vai jogar seu centavo da sorte de sua varanda em um navio de cruzeiro. Quando ele joga o centavo para cima a partir de 128 pés acima do solo, a função\(h(t)=−16t^2+32t+128\) modela a altura\(h\),, do centavo acima do oceano em função do tempo,\(t\). Encontre:

    ⓐ os zeros dessa função, que é quando o centavo atingirá o oceano
    ⓑ quando o centavo estará 128 pés acima do oceano.
    ⓒ a altura em que o centavo estará em\(t=1\) segundos, quando o centavo estará em seu ponto mais alto.

    Responda

    ⓐ 4 ⓑ 0; 2 ⓒ 144

    Acesse este recurso on-line para obter instruções e práticas adicionais com equações quadráticas.

    Conceitos-chave

    • Equação polinomial: Uma equação polinomial é uma equação que contém uma expressão polinomial. O grau da equação polinomial é o grau do polinômio.
    • Equação quadrática: Uma equação da forma\(ax^2+bx+c=0\) é chamada de equação quadrática.

      \[a,b,c\text{ are real numbers and } a\neq 0\nonumber\]

    • Propriedade de produto zero: se\(a·b=0\), então um\(a=0\)\(b=0\) ou ambos.
    • Como usar a propriedade Zero Product
      1. Defina cada fator igual a zero.
      2. Resolva as equações lineares.
      3. Confira.
    • Como resolver uma equação quadrática por fatoração.
      1. Escreva a equação quadrática na forma padrão,\(ax^2+bx+c=0\).
      2. Considere a expressão quadrática.
      3. Use a propriedade Zero Product.
      4. Resolva as equações lineares.
      5. Confira. Substitua cada solução separadamente na equação original.
    • Zero de uma função: Para qualquer função\(f\), if\(f(x)=0\), então\(x\) é um zero da função.
    • Como usar uma estratégia de resolução de problemas para resolver problemas com palavras.
      1. Leia o problema. Certifique-se de que todas as palavras e ideias sejam compreendidas.
      2. Identifique o que estamos procurando.
      3. Diga o que estamos procurando. Escolha uma variável para representar essa quantidade.
      4. Traduza em uma equação. Pode ser útil reafirmar o problema em uma frase com todas as informações importantes. Em seguida, traduza a frase em inglês em uma equação algébrica.
      5. Resolva a equação usando técnicas de álgebra apropriadas.
      6. Verifique a resposta do problema e verifique se faz sentido.
      7. Responda à pergunta com uma frase completa.