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9.4: Resolva equações quadráticas usando a fórmula quadrática

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    183554
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    Objetivos de

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Resolva equações quadráticas usando a fórmula quadrática
    • Use o discriminante para prever o número e o tipo de soluções de uma equação quadrática
    • Identifique o método mais apropriado a ser usado para resolver uma equação quadrática

    Antes de começar, faça este teste de prontidão.

    1. Avalie\(b^{2}-4 a b\) quando\(a=3\)\(b=−2\) e.
    2. Simplifique\(\sqrt{108}\).
    3. Simplifique\(\sqrt{50}\).

    Resolva equações quadráticas usando a fórmula quadrática

    Quando resolvemos equações quadráticas na última seção completando o quadrado, sempre demos os mesmos passos. Ao final do conjunto de exercícios, você deve estar se perguntando “não há uma maneira mais fácil de fazer isso?” A resposta é “sim”. Os matemáticos buscam padrões quando fazem coisas repetidamente para facilitar seu trabalho. Nesta seção, derivaremos e usaremos uma fórmula para encontrar a solução de uma equação quadrática.

    Já vimos como resolver uma fórmula para uma variável específica 'em geral', para que façamos as etapas algébricas apenas uma vez e, em seguida, usássemos a nova fórmula para encontrar o valor da variável específica. Agora, passaremos pelas etapas de completar o quadrado usando a forma geral de uma equação quadrática para resolver uma equação quadrática para\(x\).

    Começamos com a forma padrão de uma equação quadrática e a resolvemos\(x\) completando o quadrado.

      \(ax^2 + bx + c = 0, \quad a \ne 0\)
    Isole os termos variáveis em um lado. \(ax^2 + bx \quad = -c\)
    Faça o coeficiente de\(x^{2}\) igual a\(1\), dividindo por\(a\). \(\dfrac{ax^2}{a} + \dfrac{b}{a}x \quad = -\dfrac{c}{a}\)
    Simplifique. \(x^2+ \dfrac{b}{a}x \quad = -\dfrac{c}{a}\)
    Para completar o quadrado, encontre\(\left(\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{b}{a}\right)^{2}\) e adicione-o aos dois lados da equação.  
    \(\left(\dfrac{1}{2} \dfrac{b}{a}\right)^{2}=\dfrac{b^{2}}{4 a^{2}}\) \(x^2 + \dfrac{b}{a}x +{\color{red}{\dfrac{b^2}{4a^2}}}{\color{black}{ = -\dfrac{c}{a}\,+\,}}{\color{red}{\dfrac{b^2}{4a^2}}}\)
    O lado esquerdo é um quadrado perfeito, considere-o. \(\left( x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 = -\dfrac{c}{a}+\dfrac{b^2}{4a^2}\)
    Encontre o denominador comum do lado direito e escreva frações equivalentes com o denominador comum. \(\left( x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 =\dfrac{b^2}{4a^2}-\dfrac{c\cdot\color{red}{4a}}{a\cdot\color{red}{4a}}\)
    Simplifique. \(\left( x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 =\dfrac{b^2}{4a^2}-\dfrac{4ac}{4a^2}\)
    Combine em uma fração. \(\left( x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 =\dfrac{b^2-4ac}{4a^2}\)
    Use a propriedade raiz quadrada. \(x + \dfrac{b}{2a}= \pm\sqrt{\dfrac{b^2-4ac}{4a^2}}\)
    Simplifique o radical. \(x + \dfrac{b}{2a}= \pm\dfrac{\sqrt{b^2-4ac}}{2a}\)
    Adicione\(-\dfrac{b}{2a}\) aos dois lados da equação. \(x = -\dfrac{b}{2a} \pm\dfrac{\sqrt{b^2-4ac}}{2a}\)
    Combine os termos no lado direito. \(x = \dfrac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}\)

    A equação final é chamada de “Fórmula quadrática”.

    Definição\(\PageIndex{1}\): Quadratic Formula

    As soluções para uma equação quadrática da forma\(a x^{2}+b x+c=0\), onde\(a≠0\) são dadas pela fórmula:

    \[x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a} \label{quad}\]

    Para usar a Fórmula Quadrática, substituímos os valores\(c\) de\(a,b\) e da forma padrão pela expressão no lado direito da fórmula. Em seguida, simplificamos a expressão. O resultado é o par de soluções para a equação quadrática.

    Observe que a fórmula quadrática (Equação\ ref {quad}) é uma equação. Certifique-se de usar os dois lados da equação.

    Exemplo\(\PageIndex{1}\) How to Solve a Quadratic Equation Using the Quadratic Formula

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(2 x^{2}+9 x-5=0\).

    Solução:

    Etapa 1: Escreva a equação quadrática na forma padrão. Identifique os\(a,b,c\) valores. Essa equação está na forma padrão. \(\begin{aligned} \color{red}{a x^{2}+b x+c =0} \\ 2 x^{2}+9 x-5 =0 \\ a=2, b =9, c=-5 \end{aligned}\)
    Etapa 2: Escreva a fórmula quadrática. Em seguida, substitua os valores de\(a,b,c\). Substituir em\(a=2, b=9, c=-5\) \(x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a}\)
    \(x=\dfrac{-9 \pm \sqrt{9^{2}-4 \cdot 2 \cdot(-5)}}{2 \cdot 2}\)
    Etapa 3: Simplifique a fração e resolva\(x\).   \(\begin{array}{l}{x=\dfrac{-9 \pm \sqrt{81-(-40)}}{4}} \\ {x=\dfrac{-9 \pm \sqrt{121}}{4}} \\ {x=\dfrac{-9 \pm 11}{4}} \\ {x=\dfrac{-9+11}{4}}\quad x=\dfrac{-9-11}{4} \\ {x=\dfrac{2}{4} \quad \quad\:\:\: x=\dfrac{-20}{4}}\\ {x=\dfrac{1}{2} \quad\quad\:\:\: x=-5}\end{array}\)
    Etapa 4: verifique as soluções. Coloque cada resposta na equação original para verificar. \(x=\color{red}{\dfrac{1}{2}}\)Substitua\(x=\color{red}{-5}\) e.

    \(\begin{aligned}2 x^{2}+9 x-5&=0 \\ 2\color{black}{\left(\color{red}{\dfrac{1}{2}}\right)}^{2}+9 \cdot \color{red}{\dfrac{1}{2}}\color{black}{-}5 &\stackrel{?}{=} 0 \\ 2\cdot\dfrac{1}{4}+0\cdot\dfrac{1}{2}-5&\stackrel{?}{=}0 \\ 2\cdot\dfrac{1}{4}+9\cdot\dfrac{1}{2}-5&\stackrel{?}{=}0 \\ \dfrac{1}{2}+\dfrac{9}{2}-5&\stackrel{?}{=}0 \\ \dfrac{10}{2}-5&\stackrel{?}{=}0 \\5-5&\stackrel{?}{=}0\\0&=0\end{aligned}\)

    \(\begin{array}{r}{2 x^{2}+9 x-5=0} \\ {2(\color{red}{-5}\color{black}{)}^{2}+9(\color{red}{-5}\color{black}{)}-5\stackrel{?}{=}0} \\ {2 \cdot 25-45-5\stackrel{?}{=}0} \\ {50-45-5\stackrel{?}{=}0} \\ {0=0}\end{array}\)

    Exercício\(\PageIndex{1}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(3 y^{2}-5 y+2=0\).

    Responda

    \(y=1, y=\dfrac{2}{3}\)

    Exercício\(\PageIndex{2}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(4 z^{2}+2 z-6=0\).

    Responda

    \(z=1, z=-\dfrac{3}{2}\)

    Como fazer: Resolver uma equação quadrática usando a fórmula quadrática
    1. Escreva a equação quadrática na forma padrão,\(a x^{2}+b x+c=0\). Identifique os valores de\(a,b\),\(c\) e.
    2. Escreva a fórmula quadrática. Em seguida, substitua os valores de\(a,b\),\(c\) e.
    3. Simplifique.
    4. Verifique as soluções.

    Se você disser a fórmula à medida que a escreve em cada problema, você a memorizará em pouco tempo! E lembre-se, a Fórmula Quadrática é uma EQUAÇÃO. Certifique-se de começar com “\(x=\)”.

    Exemplo\(\PageIndex{2}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(x^{2}-6 x=-5\).

    Solução:

     

    \(x^{2}-6 x=-5\)

    Escreva a equação na forma padrão adicionando\(5\) em cada lado.

    \(x^{2}-6 x+5=0\)

    Essa equação agora está na forma padrão.

    \({\color{red}{\small{ax^2+bx + c} = \small{0}}}\)
    \(x^2 - 6x + 5 = 0\)

    Identifique os valores de\(\color{cyan}a\),\(\color{red}b\),\(\color{limegreen}c\). \({\color{cyan}a=1}\),\({\color{red}b=-6}\),\({\color{limegreen}c=5}\)
    Escreva a fórmula quadrática.

    \(x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a}\)

    Em seguida, substitua os valores de\(a, b, c\).

    \(x=\dfrac{-\color{red} (-6 ) \color{black} \pm \sqrt{\color{red}(-6) \color{black}^{2}-4 \cdot \color{cyan}1 \color{black} \cdot ( \color{limegreen}5 \color{black})}}{2 \cdot \color{cyan} 1} \)

    Simplifique.

    \(x=\dfrac{6 \pm \sqrt{36-20}}{2}\)

    \(x=\dfrac{6 \pm \sqrt{16}}{2}\)

    \(x=\dfrac{6 \pm 4}{2}\)

    Reescreva para mostrar duas soluções.

    \(x=\frac{6+4}{2}, \quad x=\frac{6-4}{2}\)

    Simplifique.

    \(x=\frac{10}{2}, \quad x=\frac{2}{2}\)

      \(x=5, \quad x=1\)

    Confira:

    .
     
    Exercício\(\PageIndex{3}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(a^{2}-2 a=15\).

    Responda

    \(a=-3, a=5\)

    Exercício\(\PageIndex{4}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(b^{2}+24=-10 b\).

    Responda

    \(b=-6, b=-4\)

    Quando resolvemos equações quadráticas usando a propriedade de raiz quadrada, às vezes obtivemos respostas que tinham radicais. Isso também pode acontecer ao usar a Fórmula Quadrática. Se obtivermos um radical como solução, a resposta final deve ter o radical em sua forma simplificada.

    Exemplo\(\PageIndex{3}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(2 x^{2}+10 x+11=0\).

    Solução:

      .
    Essa equação está na forma padrão. .
    Identifique os valores de\(a,b\)\(c\) e. .
    Escreva a fórmula quadrática.

    \(x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a}\)

    Em seguida, substitua os valores de\(a, b\),\(c\) e. .
    Simplifique.

    \(x=\dfrac{-10 \pm \sqrt{100-88}}{4}\)

     

    \(x=\dfrac{-10 \pm \sqrt{12}}{4}\)

    Simplifique o radical.

    \(x=\dfrac{-10 \pm 2 \sqrt{3}}{4}\)

    Considere o fator comum no numerador.

    .

    \(x=\dfrac{\color{red}{2}(-5 \pm \sqrt{3})}{4}\)

    Remova os fatores comuns.

    \(x=\dfrac{-5 \pm \sqrt{3}}{2}\)

    Reescreva para mostrar duas soluções.

    \(x=\dfrac{-5+\sqrt{3}}{2}, \quad x=\dfrac{-5-\sqrt{3}}{2}\)

    Confira:

    Deixamos o cheque para você!

     
    Exercício\(\PageIndex{5}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(3 m^{2}+12 m+7=0\).

    Responda

    \(m=\dfrac{-6+\sqrt{15}}{3}, m=\dfrac{-6-\sqrt{15}}{3}\)

    Exercício\(\PageIndex{6}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(5 n^{2}+4 n-4=0\).

    Responda

    \(n=\dfrac{-2+2 \sqrt{6}}{5}, n=\dfrac{-2-2 \sqrt{6}}{5}\)

    Quando\(a, b\) substituímos e\(c\) entramos na Fórmula Quadrática e o radicando é negativo, a equação quadrática terá soluções imaginárias ou complexas. Veremos isso no próximo exemplo.

    Exemplo\(\PageIndex{4}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(3 p^{2}+2 p+9=0\).

    Solução:

      .
    Essa equação está na forma padrão. .
    Identifique os valores de\(a,b,c\). .
    Escreva a fórmula quadrática. .
    Em seguida, substitua os valores de\(a,b,c\). .
    Simplifique. .
      .
    Simplifique o radical usando números complexos. .
    Simplifique o radical. .
    Fator o fator comum no numerador. .
    Remova os fatores comuns. .
    Reescreva no\(a+bi\) formato padrão. .
    Escreva como duas soluções. .
    Tabela 9.3.5
    Exercício\(\PageIndex{7}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(4 a^{2}-2 a+8=0\).

    Responda

    \(a=\dfrac{1}{4}+\dfrac{\sqrt{31}}{4} i, \quad a=\dfrac{1}{4}-\dfrac{\sqrt{31}}{4} i\)

    Exercício\(\PageIndex{8}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(5 b^{2}+2 b+4=0\).

    Responda

    \(b=-\dfrac{1}{5}+\dfrac{\sqrt{19}}{5} i, \quad b=-\dfrac{1}{5}-\dfrac{\sqrt{19}}{5} i\)

    Lembre-se de que, para usar a Fórmula Quadrática, a equação deve ser escrita na forma padrão,\(a x^{2}+b x+c=0\). Às vezes, precisaremos fazer alguma álgebra para colocar a equação na forma padrão antes de podermos usar a Fórmula Quadrática.

    Exemplo\(\PageIndex{5}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(x(x+6)+4=0\).

    Solução:

    Nosso primeiro passo é obter a equação na forma padrão.

      .
    Distribua para obter a equação na forma padrão. .
    Essa equação agora está na forma padrão. .
    Identifique os valores de\(a,b,c\). .
    Escreva a fórmula quadrática. .
    Em seguida, substitua os valores de\(a,b,c\). .
    Simplifique. .
      .
    Simplifique o radical. .
    Fator o fator comum no numerador. .
    Remova os fatores comuns. .
    Escreva como duas soluções. .

    Confira:

    Deixamos o cheque para você!

     
    Tabela 9.3.6
    Exercício\(\PageIndex{9}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(x(x+2)−5=0\).

    Responda

    \(x=-1+\sqrt{6}, x=-1-\sqrt{6}\)

    Exercício\(\PageIndex{10}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(3y(y−2)−3=0\).

    Responda

    \(y=1+\sqrt{2}, y=1-\sqrt{2}\)

    Quando resolvemos equações lineares, se uma equação tivesse muitas frações, eliminamos as frações multiplicando os dois lados da equação pelo LCD. Isso nos deu uma equação equivalente — sem frações — para resolver. Podemos usar a mesma estratégia com equações quadráticas.

    Exemplo\(\PageIndex{6}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(\dfrac{1}{2} u^{2}+\dfrac{2}{3} u=\dfrac{1}{3}\).

    Solução:

    Nosso primeiro passo é limpar as frações.

      .
    Multiplique os dois lados pelo LCD,\(6\), para limpar as frações. .
    Multiplique. .
    Subtraia\(2\) para obter a equação na forma padrão. .
    Identifique os valores de\(a, b\),\(c\) e. .
    Escreva a fórmula quadrática. .
    Em seguida, substitua os valores de\(a, b,\)\(c\) e. .
    Simplifique. .
      .
    Simplifique o radical. .
    Fator o fator comum no numerador. .
    Remova os fatores comuns. .
    Reescreva para mostrar duas soluções. .

    Confira:

    Deixamos o cheque para você!

     
    Tabela 9.3.7
    Exercício\(\PageIndex{11}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(\dfrac{1}{4} c^{2}-\dfrac{1}{3} c=\dfrac{1}{12}\).

    Responda

    \(c=\dfrac{2+\sqrt{7}}{3}, \quad c=\dfrac{2-\sqrt{7}}{3}\)

    Exercício\(\PageIndex{12}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(\dfrac{1}{9} d^{2}-\dfrac{1}{2} d=-\dfrac{1}{3}\).

    Responda

    \(d=\dfrac{9+\sqrt{33}}{4}, d=\dfrac{9-\sqrt{33}}{4}\)

    Pense na equação\((x-3)^{2}=0\). Sabemos pela Propriedade do Produto Zero que essa equação tem apenas uma solução,\(x=3\).

    Veremos no próximo exemplo como usar a Fórmula Quadrática para resolver uma equação cuja forma padrão é um trinômio quadrado perfeito igual a\(0\) fornece apenas uma solução. Observe que, uma vez simplificado, o radicando se torna\(0\), o que leva a apenas uma solução.

    Exemplo\(\PageIndex{7}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(4 x^{2}-20 x=-25\).

    Solução:

      .
    Adicione\(25\) para obter a equação na forma padrão. .
    Identifique os valores de\(a, b\),\(c\) e. .
    Escreva a fórmula quadrática. .
    Em seguida, substitua os valores de\(a, b\),\(c\) e. .
    Simplifique. .
      .
    Simplifique o radical. .
    Simplifique a fração. .

    Confira:

    Deixamos o cheque para você!

     
    Tabela 9.3.8

    Você reconheceu que\(4 x^{2}-20 x+25\) é um trinômio quadrado perfeito. É equivalente a\((2 x-5)^{2}\)? Se você resolver\(4 x^{2}-20 x+25=0\) por fatoração e depois usar a propriedade de raiz quadrada, obterá o mesmo resultado?

    Exercício\(\PageIndex{13}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(r^{2}+10 r+25=0\).

    Responda

    \(r=-5\)

    Exercício\(\PageIndex{14}\)

    Resolva usando a fórmula quadrática:\(25 t^{2}-40 t=-16\).

    Responda

    \(t=\dfrac{4}{5}\)

    Use o discriminante para prever o número e o tipo de soluções de uma equação quadrática

    Quando resolvemos as equações quadráticas nos exemplos anteriores, às vezes obtivemos duas soluções reais, uma solução real e às vezes duas soluções complexas. Existe uma maneira de prever o número e o tipo de soluções para uma equação quadrática sem realmente resolver a equação?

    Sim, a expressão sob o radical da Fórmula Quadrática facilita a determinação do número e do tipo de soluções. Essa expressão é chamada de discriminante.

    Definição\(\PageIndex{2}\)

    Discriminante

    Na Fórmula Quadrática, x é igual ao quociente de menos b mais ou menos a raiz quadrada de b ao quadrado menos 4 vezes a vezes c e 2 a, o valor abaixo do radical, b ao quadrado menos 4 vezes a vezes c, é chamado de discriminante.
    Figura 9.3.85

    Vamos ver o discriminante das equações em alguns dos exemplos e o número e o tipo de soluções para essas equações quadráticas.

    Equação quadrática (na forma padrão) Discriminante\(b^{2}-4ac\) Valor do discriminante Número e tipo de soluções
    \(2 x^{2}+9 x-5=0\) \ (b^ {2} -4ac\) ">\(\begin{aligned} 9^{2}-& 4 \cdot 2(-5) \\ & 121 \end{aligned}\) \(+\) \(2\)real
    \(4 x^{2}-20 x+25=0\) \ (b^ {2} -4ac\) ">\((-20)^{2}-4 \cdot 4 \cdot 25\)
    \(0\)
    \(0\) \(1\)real
    \(3 p^{2}+2 p+9=0\) \ (b^ {2} -4ac\) ">\(2^{2}-4 \cdot 3 \cdot 9\)
    \(-104\)
    \(-\) \(2\)complexo
    Tabela 9.3.9
    Quando o valor abaixo do radical na Fórmula Quadrática, o discriminante, é positivo, a equação tem duas soluções reais. Quando o valor abaixo do radical na Fórmula Quadrática, o discriminante, é zero, a equação tem uma solução real. Quando o valor abaixo do radical na Fórmula Quadrática, o discriminante, é negativo, a equação tem duas soluções complexas.
    Figura 9.3.86

    Usando o discriminante\(b^{2}-4ac\), para determinar o número e o tipo de soluções de uma equação quadrática

    Para uma equação quadrática da forma\(ax^{2}+bx+c=0\)\(a \neq 0\),

    • Se\(b^{2}-4 a c>0\), a equação tem soluções\(2\) reais.
    • se\(b^{2}-4 a c=0\), a equação tem uma solução\(1\) real.
    • se\(b^{2}-4 a c<0\), a equação tem soluções\(2\) complexas.
    Exemplo\(\PageIndex{8}\)

    Determine o número de soluções para cada equação quadrática.

    1. \(3 x^{2}+7 x-9=0\)
    2. \(5 n^{2}+n+4=0\)
    3. \(9 y^{2}-6 y+1=0\)

    Solução:

    Para determinar o número de soluções de cada equação quadrática, examinaremos seu discriminante.

    uma.

    \(3 x^{2}+7 x-9=0\)

    A equação está na forma padrão\(a, b\), identifique\(c\) e.

    \(a=3, \quad b=7, \quad c=-9\)

    Escreva o discriminante.

    \(b^{2}-4 a c\)

    Substitua os valores de\(a, b\),\(c\) e.

    \((7)^{2}-4 \cdot 3 \cdot(-9)\)

    Simplifique.

    \(49+108\)
    \(157\)

    Como o discriminante é positivo, existem soluções\(2\) reais para a equação.

    b.

    \(5 n^{2}+n+4=0\)

    A equação está na forma padrão\(a, b\), identifique\(c\) e.

    \(a=5, \quad b=1, \quad c=4\)

    Escreva o discriminante.

    \(b^{2}-4 a c\)

    Substitua os valores de\(a, b\),\(c\) e.

    \((1)^{2}-4 \cdot 5 \cdot 4\)

    Simplifique.

    \(1-80\)
    \(-79\)

    Como o discriminante é negativo, existem soluções\(2\) complexas para a equação.

    c.

    \(9 y^{2}-6 y+1=0\)

    A equação está na forma padrão\(a, b\), identifique\(c\) e.

    \(a=9, \quad b=-6, \quad c=1\)

    Escreva o discriminante.

    \(b^{2}-4 a c\)

    Substitua os valores de\(a, b\),\(c\) e.

    \((-6)^{2}-4 \cdot 9 \cdot 1\)

    Simplifique.

    \(36-36\)
    \(0\)

    Como o discriminante é\(0\), existe uma solução\(1\) real para a equação.

    Exercício\(\PageIndex{15}\)

    Determine o número e o tipo de soluções para cada equação quadrática.

    1. \(8 m^{2}-3 m+6=0\)
    2. \(5 z^{2}+6 z-2=0\)
    3. \(9 w^{2}+24 w+16=0\)
    Responda
    1. \(2\)soluções complexas
    2. \(2\)soluções reais
    3. \(1\)solução real
    Exercício\(\PageIndex{16}\)

    Determine o número e o tipo de soluções para cada equação quadrática.

    1. \(b^{2}+7 b-13=0\)
    2. \(5 a^{2}-6 a+10=0\)
    3. \(4 r^{2}-20 r+25=0\)
    Responda
    1. \(2\)soluções reais
    2. \(2\)soluções complexas
    3. \(1\)solução real

    Identifique o método mais apropriado a ser usado para resolver uma equação quadrática

    Resumimos os quatro métodos que usamos para resolver equações quadráticas abaixo.

    Métodos para resolver equações quadráticas

    1. Fatorar
    2. Propriedade de raiz quadrada
    3. Completando a Praça
    4. Fórmula quadrática

    Dado que temos quatro métodos a serem usados para resolver uma equação quadrática, como você decide qual deles usar? A fatoração costuma ser o método mais rápido e, por isso, tentamos primeiro. Se a equação for\(ax^{2}=k\) ou\(a(x−h)^{2}=k\) usarmos a propriedade de raiz quadrada. Para qualquer outra equação, provavelmente é melhor usar a Fórmula Quadrática. Lembre-se de que você pode resolver qualquer equação quadrática usando a Fórmula Quadrática, mas esse nem sempre é o método mais fácil.

    E quanto ao método de completar o quadrado? A maioria das pessoas acha esse método complicado e prefere não usá-lo. Precisávamos incluí-lo na lista de métodos porque completamos o quadrado em geral para derivar a Fórmula Quadrática. Você também usará o processo de completar o quadrado em outras áreas da álgebra.

    Identifique o método mais apropriado para resolver uma equação quadrática

    1. Experimente o Factoring primeiro. Se os fatores quadráticos forem fáceis, esse método é muito rápido.
    2. Experimente a propriedade Square Root em seguida. Se a equação se encaixa na forma\(ax^{2}=k\) ou\(a(x−h)^{2}=k\), ela pode ser facilmente resolvida usando a propriedade de raiz quadrada.
    3. Use a fórmula quadrática. Qualquer outra equação quadrática é melhor resolvida usando a Fórmula Quadrática.

    O próximo exemplo usa essa estratégia para decidir como resolver cada equação quadrática.

    Exemplo\(\PageIndex{9}\)

    Identifique o método mais apropriado a ser usado para resolver cada equação quadrática.

    1. \(5 z^{2}=17\)
    2. \(4 x^{2}-12 x+9=0\)
    3. \(8 u^{2}+6 u=11\)

    Solução:

    uma.

    \(5z^{2}=17\)

    Como a equação está no\(ax^{2}=k\), o método mais apropriado é usar a propriedade de raiz quadrada.

    b.

    \(4 x^{2}-12 x+9=0\)

    Reconhecemos que o lado esquerdo da equação é um trinômio quadrado perfeito e, portanto, a fatoração será o método mais apropriado.

    c.

    \(8 u^{2}+6 u=11\)

    Coloque a equação na forma padrão.

    \(8 u^{2}+6 u-11=0\)

    Embora nosso primeiro pensamento seja tentar fatorar, pensar em todas as possibilidades do método de tentativa e erro nos leva a escolher a Fórmula Quadrática como o método mais apropriado.

    Exercício\(\PageIndex{17}\)

    Identifique o método mais apropriado a ser usado para resolver cada equação quadrática.

    1. \(x^{2}+6 x+8=0\)
    2. \((n-3)^{2}=16\)
    3. \(5 p^{2}-6 p=9\)
    Responda
    1. Fatorar
    2. Propriedade de raiz quadrada
    3. Fórmula quadrática
    Exercício\(\PageIndex{18}\)

    Identifique o método mais apropriado a ser usado para resolver cada equação quadrática.

    1. \(8 a^{2}+3 a-9=0\)
    2. \(4 b^{2}+4 b+1=0\)
    3. \(5 c^{2}=125\)
    Responda
    1. Fórmula quadrática
    2. Fatoração ou propriedade de raiz quadrada
    3. Propriedade de raiz quadrada

    Acesse esses recursos on-line para obter instruções e práticas adicionais com o uso da Fórmula Quadrática.

    Conceitos chave

    • Fórmula quadrática
      • As soluções para uma equação quadrática da forma\(a x^{2}+b x+c=0, a \neq 0\) são dadas pela fórmula:

        \(x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a}\)

    • Como resolver uma equação quadrática usando a fórmula quadrática.
      1. Escreva a equação quadrática na forma padrão,\(a x^{2}+b x+c=0\). Identifique os valores de\(a, b, c\).
      2. Escreva a fórmula quadrática. Em seguida, substitua os valores de\(a, b, c\).
      3. Simplifique.
      4. Verifique as soluções.
    • Usando o discriminante,\(b^{2}-4 a c\), para determinar o número e o tipo de soluções de uma equação quadrática
      • Para uma equação quadrática da forma\(a x^{2}+b x+c=0, a \neq 0\),
        • Se\(b^{2}-4 a c>0\), a equação tem soluções\(2\) reais.
        • Se\(b^{2}-4 a c=0\), a equação tem uma solução\(1\) real.
        • Se\(b^{2}-4 a c<0\), a equação tem soluções\(2\) complexas.
    • Métodos para resolver equações quadráticas:
      • Fatorar
      • Propriedade de raiz quadrada
      • Completando a Praça
      • Fórmula quadrática
    • Como identificar o método mais adequado para resolver uma equação quadrática.
      1. Experimente o Factoring primeiro. Se os fatores quadráticos forem fáceis, esse método é muito rápido.
      2. Experimente a propriedade Square Root em seguida. Se a equação se encaixa na forma\(a x^{2}=k\) ou\(a(x-h)^{2}=k\), ela pode ser facilmente resolvida usando a propriedade de raiz quadrada.
      3. Use a fórmula quadrática. Qualquer outra equação quadrática é melhor resolvida usando a Fórmula Quadrática.

    Glossário

    discriminante
    Na Fórmula Quadrática\(x=\dfrac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4 a c}}{2 a}\), a quantidade\(b^{2}-4 a c\) é chamada de discriminante.