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Solucionador de equações quadráticas

Calcule o discriminante e as raízes reais a partir da forma padrão, de vértice ou fatorada.

As equações do segundo grau podem parecer um pouco complexas à primeira vista. Principalmente quando \(a\), \(b\), \(c\), o discriminante e a fórmula das raízes aparecem ao mesmo tempo, pode ser difícil saber por onde começar. Esta ferramenta de cálculo determina o discriminante, o número de raízes reais e as próprias raízes com base na forma em que a equação é introduzida.

Pode escrever a equação na forma padrão. Se tiver a forma de vértice, também pode utilizá-la. Se a equação já estiver fatorada, também é possível identificar diretamente as raízes.

Introdução da equação

A ferramenta funciona com três formas de escrita diferentes.

Na forma padrão, a equação é escrita da seguinte maneira:

Formül

$$ax^2 + bx + c = 0$$
a = ikinci dereceli terimin katsayısıb = birinci dereceli terimin katsayısıc = sabit terimx = bilinmeyen

Ao selecionar esta forma, é necessário introduzir os valores de \(a\), \(b\) e \(c\).

A forma de vértice é escrita da seguinte maneira:

Formül

$$a(x - h)^2 + k = 0$$
a = parabolün açılma yönünü ve genişliğini belirleyen katsayıh = tepe noktasının x koordinatık = tepe noktasının y koordinatıx = bilinmeyen

Nesta forma, são utilizados os valores de \(a\), \(h\) e \(k\).

A forma fatorada é escrita da seguinte maneira:

Formül

$$a(x - p)(x - q) = 0$$
a = çarpanların önündeki katsayıp = birinci kökq = ikinci kökx = bilinmeyen

Nesta forma, as raízes podem frequentemente ser lidas diretamente a partir da equação. No entanto, o coeficiente \(a\) continua a influenciar o cálculo do discriminante.

O que deve ser introduzido na ferramenta?

Se a equação estiver na forma \(x^2 - 5x + 6 = 0\), selecione a forma padrão. Neste exemplo, os valores são:

\(a = 1\), \(b = -5\), \(c = 6\)

Se a equação estiver na forma \((x - 2)^2 - 1 = 0\), a forma de vértice é mais adequada:

\(a = 1\), \(h = 2\), \(k = -1\)

Se a equação estiver na forma \((x - 2)(x - 3) = 0\), pode utilizar a forma fatorada:

\(a = 1\), \(p = 2\), \(q = 3\)

Há um pequeno detalhe relacionado com o sinal que deve ser observado. Na forma fatorada, a expressão \(x + 1\) significa \(x - (-1)\). Por isso, se existir o fator \(x + 1\), a raiz correspondente é \(-1\).

Quando uma equação é do segundo grau?

Para que uma equação seja do segundo grau, a maior potência da incógnita deve ser 2. A forma geral continua a ser:

Formül

$$ax^2 + bx + c = 0$$
a = ikinci dereceli terimin katsayısıb = birinci dereceli terimin katsayısıc = sabit terimx = bilinmeyen

O coeficiente \(a\) não pode ser igual a zero. Se \(a = 0\), o termo \(x^2\) desaparece. Nesse caso, a equação deixa de ser do segundo grau e passa a ser do primeiro grau.

Por exemplo, \(3x^2 - 2x + 1 = 0\) é uma equação do segundo grau. No entanto, se for escrita como \(0x^2 - 2x + 1 = 0\), resta apenas \(-2x + 1 = 0\).

O que indica o discriminante?

Para analisar as raízes de uma equação na forma padrão, calcula-se primeiro o discriminante:

Formül

$$\Delta = b^2 - 4ac$$
\Delta = diskriminant değeri

O sinal do discriminante determina o número de raízes reais:

Formül

$$N = \begin{cases} 2, & \Delta > 0 \\ 1, & \Delta = 0 \\ 0, & \Delta < 0 \end{cases}$$
N = gerçek kök sayısı\Delta = diskriminant değeri

Assim, se \(\Delta > 0\), existem duas raízes reais distintas. Se \(\Delta = 0\), as raízes coincidem. Se \(\Delta < 0\), a equação não tem solução no conjunto dos números reais.

As raízes são calculadas com a seguinte fórmula:

Formül

$$x = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}$$
x = denklemin kökü

Raízes na forma de vértice

Se a equação estiver na forma de vértice, as raízes podem ser determinadas diretamente com a seguinte fórmula:

Formül

$$x = h \pm \sqrt{\frac{-k}{a}}$$
x = denklemin kökü

Nesta forma, a expressão dentro da raiz quadrada é importante. Se \(\frac{-k}{a}\) for negativo, não existem raízes reais.

Na forma de vértice, o discriminante também pode ser calculado da seguinte maneira:

Formül

$$\Delta = -4ak$$
\Delta = diskriminant değeri

Esta forma é especialmente útil quando o vértice da parábola é conhecido. Não é necessário desenvolver a equação para a forma padrão; o resultado pode ser obtido diretamente a partir dos valores de \(a\), \(h\) e \(k\).

Raízes na forma fatorada

Se a equação for apresentada na forma fatorada, o processo é mais curto:

Formül

$$a(x - p)(x - q) = 0$$
a = çarpanların önündeki katsayıx = bilinmeyenp = birinci kökq = ikinci kök

Para que um produto seja igual a zero, pelo menos um dos fatores deve ser igual a zero. Por isso, as raízes são:

Formül

$$x_1 = p,\quad x_2 = q$$
x_1 = birinci kökx_2 = ikinci kök

Para determinar o discriminante, utiliza-se a seguinte fórmula:

Formül

$$\Delta = a^2(p - q)^2$$
\Delta = diskriminant değeri

O coeficiente principal \(a\) não altera a posição das raízes. No entanto, influencia a forma vertical da parábola.

Vejamos alguns exemplos

Considere primeiro a seguinte equação:

$$x^2 - 5x + 6 = 0$$

Aqui, \(a = 1\), \(b = -5\), \(c = 6\).

Vamos calcular o discriminante:

$$\Delta = (-5)^2 - 4 \times 1 \times 6 = 25 - 24 = 1$$

Como \(\Delta = 1\) é positivo, esperamos duas raízes reais distintas.

A fórmula das raízes é:

$$x = \frac{-(-5) \pm \sqrt{1}}{2 \times 1}$$

A primeira raiz:

$$x_1 = \frac{5 + 1}{2} = 3$$

A segunda raiz:

$$x_2 = \frac{5 - 1}{2} = 2$$

As raízes desta equação são \(x = 3\) e \(x = 2\).

Vejamos agora um exemplo em que as raízes coincidem:

$$x^2 - 4x + 4 = 0$$

Os coeficientes são \(a = 1\), \(b = -4\), \(c = 4\).

$$\Delta = (-4)^2 - 4 \times 1 \times 4 = 16 - 16 = 0$$

Como o discriminante é zero, as duas raízes têm o mesmo valor:

$$x = \frac{-(-4)}{2 \times 1} = \frac{4}{2} = 2$$

Neste caso, \(x = 2\) é uma raiz dupla. No gráfico, a parábola é tangente ao eixo \(x\) neste ponto.

Vejamos também um caso sem raízes reais:

$$x^2 + 2x + 5 = 0$$

Aqui, \(a = 1\), \(b = 2\), \(c = 5\).

$$\Delta = 2^2 - 4 \times 1 \times 5 = 4 - 20 = -16$$

Como \(\Delta < 0\), não existem raízes reais. A parábola não cruza o eixo \(x\).

Exemplo a partir da forma de vértice

Considere a equação:

$$(x - 2)^2 - 1 = 0$$

Aqui, \(a = 1\), \(h = 2\), \(k = -1\).

Vamos aplicar a fórmula das raízes:

$$x = 2 \pm \sqrt{\frac{-(-1)}{1}}$$

$$x = 2 \pm \sqrt{1}$$

Assim:

$$x_1 = 2 + 1 = 3$$

$$x_2 = 2 - 1 = 1$$

Também podemos verificar o mesmo resultado através do discriminante:

$$\Delta = -4 \times 1 \times (-1) = 4$$

Como o discriminante é positivo, existem duas raízes reais distintas.

Considere também uma equação na forma de vértice sem raízes reais:

$$(x - 2)^2 + 1 = 0$$

Desta vez, \(a = 1\), \(h = 2\), \(k = 1\).

A expressão dentro da raiz quadrada é:

$$\frac{-k}{a} = \frac{-1}{1} = -1$$

No conjunto dos números reais, não é possível calcular a raiz quadrada de um número negativo. Por isso, a equação não possui raízes reais.

O discriminante indica o mesmo resultado:

$$\Delta = -4 \times 1 \times 1 = -4$$

Como \(\Delta < 0\), não existem raízes reais.

Exemplo a partir de uma equação fatorada

Na equação seguinte, as raízes são quase imediatamente visíveis:

$$(x - 2)(x - 3) = 0$$

Um dos fatores deve ser igual a zero:

$$x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2$$

$$x - 3 = 0 \Rightarrow x = 3$$

Aqui, \(a = 1\), \(p = 2\), \(q = 3\).

O discriminante é:

$$\Delta = 1^2(2 - 3)^2 = 1$$

As raízes são \(x = 2\) e \(x = 3\).

Um exemplo com coeficiente principal pode ser:

$$5(x + 1)(x - 4) = 0$$

A expressão \(x + 1\) pode ser interpretada como \(x - (-1)\):

$$5(x - (-1))(x - 4) = 0$$

Neste caso, \(a = 5\), \(p = -1\), \(q = 4\).

As raízes são:

$$x_1 = -1$$

$$x_2 = 4$$

O discriminante é:

$$\Delta = 5^2(-1 - 4)^2 = 25 \times 25 = 625$$

O coeficiente \(5\) não altera as raízes. As raízes continuam a ser determinadas pelos fatores. O coeficiente determina principalmente o quanto o gráfico parece estreito ou largo na direção vertical.

Interpretação dos resultados

Se \(\Delta > 0\), a equação possui duas raízes reais distintas. No gráfico, a parábola cruza o eixo \(x\) em dois pontos diferentes.

Se \(\Delta = 0\), é apresentado apenas um valor de raiz real. Na realidade, as duas raízes coincidem no mesmo ponto. A parábola é tangente ao eixo \(x\).

Se \(\Delta < 0\), não existem raízes reais. A equação pode ser resolvida com números complexos, mas, se a ferramenta mostrar apenas raízes reais, a secção de resultados indicará que não existem raízes reais.

Para verificar uma raiz encontrada, pode substituir o respetivo valor na equação inicial.

Por exemplo, vamos testar \(x = 2\) na equação \(x^2 - 5x + 6 = 0\):

$$2^2 - 5 \times 2 + 6 = 4 - 10 + 6 = 0$$

Como a igualdade é satisfeita, \(x = 2\) é realmente uma das raízes desta equação.

Pontos a ter em atenção durante a utilização

  • Não introduza zero para \(a\). Nesse caso, a equação não será do segundo grau.
  • Se estiver a trabalhar com a forma padrão, coloque todos os termos no mesmo lado da igualdade.
  • Introduza os coeficientes negativos juntamente com o sinal de menos.
  • Considere como \(0\) o coeficiente de qualquer termo ausente na equação.
  • Na forma de vértice, preste atenção ao sinal na expressão \(x - h\).
  • Na forma fatorada, \(x + 1\) significa \(x - (-1)\).
  • Podem ocorrer pequenas diferenças de arredondamento com coeficientes decimais.
  • O resultado «sem raízes reais» muitas vezes não é um erro; o discriminante pode ser negativo.

Onde é útil?

Este tipo de equação não aparece apenas em exercícios de álgebra. As equações do segundo grau também são utilizadas em gráficos de parábolas, problemas de movimento, problemas de área e cálculos de valores máximos e mínimos.

Esta ferramenta é especialmente útil nas seguintes situações:

  • Para verificar um cálculo efetuado com a fórmula das raízes
  • Para determinar onde uma parábola cruza o eixo \(x\)
  • Para confirmar o resultado de uma fatorização
  • Para resolver equações resultantes de problemas de trajetória ou movimento em física
  • Para fazer uma verificação rápida em questões de exame
  • Para observar como diferentes coeficientes alteram as raízes

Ao resolver exercícios, é mais instrutivo utilizar a ferramenta para verificar o resultado do que apenas para o obter. Efetuar primeiro o cálculo por conta própria e depois introduzir os valores na ferramenta facilita a identificação da etapa em que ocorreu um erro.

How we tested it

Esta calculadora foi verificada com equações de exemplo conhecidas. Para \(x² - 5x + 6 = 0\), as raízes devem ser 2 e 3; para \(x² - 4x + 4 = 0\), a raiz dupla deve ser 2; e para \(x² + 2x + 5 = 0\), o resultado deve indicar que não há raízes reais. A ferramenta produz os resultados esperados nesses exemplos.

Perguntas frequentes

Quais valores devo inserir?
Os valores dependem da forma selecionada. Na forma padrão, insira \(a\), \(b\), \(c\); na forma de vértice, \(a\), \(h\), \(k\); e na forma fatorada, \(a\), \(p\), \(q\).
Como encontrar as raízes na forma fatorada?
Em uma equação da forma \(a(x - p)(x - q) = 0\), as raízes são diretamente \(x = p\) e \(x = q\).
Como resolver uma equação quadrática?
Se uma equação quadrática estiver na forma padrão, comece calculando o discriminante. Em seguida, aplique a fórmula quadrática de acordo com o valor do discriminante para encontrar as raízes reais da equação.
Qual é a fórmula da equação quadrática?
O método mais utilizado para resolver equações quadráticas é a fórmula quadrática: \(x = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}\) O discriminante da fórmula é calculado por \(\Delta = b^2 - 4ac\).
O que significa o discriminante?
O discriminante indica quantas raízes reais a equação possui. Se for positivo, há duas; se for zero, há uma; se for negativo, não há raízes reais.
O que acontece se \(a = 0\)?
Quando \(a = 0\), a equação deixa de ser quadrática. O termo \(x^2\) desaparece e a equação se torna linear.
O que fazer se estiver faltando um termo?
Use \(0\) como coeficiente do termo ausente. Por exemplo, em \(x^2 - 16 = 0\), temos \(b = 0\).
Qual é a diferença entre a forma de vértice e a forma padrão?
A forma padrão mostra claramente os coeficientes da equação. A forma de vértice mostra diretamente o vértice da parábola, ou seja, \((h, k)\).
O que significa “sem raízes reais”?
Significa que a equação não possui solução no conjunto dos números reais. No gráfico, a parábola não intercepta o eixo x.
É possível calcular com coeficientes decimais?
Sim. Os coeficientes podem ser inteiros, frações ou números decimais. No entanto, cálculos com valores decimais podem gerar pequenas diferenças de arredondamento.
Qual é o erro mais comum?
O erro mais comum é inserir os coeficientes sem antes converter a equação para a forma padrão. Certifique-se especialmente de inserir corretamente os sinais negativos.

Referências e fontes

Os cálculos desta página são baseados nas normas e fontes científicas abaixo.

  1. Quadratic formula

    en.wikipedia.org
Última atualização:
As informações são baseadas em valores de referência padrão. Recomenda-se validação em projetos críticos.