As equações quadráticas têm a forma $latex ax^2+bx+c$. Dependendo do tipo de equação quadrática que temos, podemos usar vários métodos para resolvê-la. Alguns dos métodos mais importantes são os métodos para equações incompletas, o método de fatoração, o método de completar o quadrado e a fórmula quadrática.
A seguir, veremos um resumo geral das equações do segundo grau. Em seguida, veremos 20 problemas resolvidos de equações quadráticas para dominar os diversos métodos de resolução.
Resumo das equações quadráticas
Lembre-se que equações quadráticas são equações em que as variáveis têm uma potência máxima de 2. Essas equações têm a forma geral $latex ax^2+bx+c=0$. Por exemplo, as equações $latex 4x^2+x+2=0$ e $latex 2x^2-2x-3=0$ são equações quadráticas.
Existem vários métodos que podemos usar para resolver equações quadráticas, dependendo do tipo de equação que temos. Os métodos mais comuns são fatorando, completando o quadrado e usando a fórmula de Bhaskara.
Podemos resolver equações quadráticas incompletas da forma $latex ax^2+c=0$ resolvendo completamente x². Então podemos tirar a raiz quadrada de ambos os lados da equação.
Para resolver equações quadráticas incompletas da forma $latex ax^2+bx=0$, temos que fatorar o x de ambos os termos. Então podemos formar uma equação com cada fator e resolver.
Quando temos equações quadráticas completas da forma $latex ax^2+bx+c=0$, podemos usar a fatoração e escrever a equação na forma $latex (x+p)(x+q)=0$ que irá nos permite encontrar suas raízes facilmente.
Por fim, quando não for possível resolver uma equação quadrática com fatoração, podemos usar a fórmula de Bhaskara:
$$x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$
Você pode aprender ou revisar métodos para resolver equações quadráticas visitando nosso artigo: Resolver Equações Quadráticas – Métodos e Exercícios.
20 Exercícios resolvidos de equações quadráticas
Os 20 exercícios de equações quadráticas a seguir têm suas respectivas soluções usando métodos diferentes. Tente resolver os exercícios antes de olhar para a resposta.
EXERCÍCIO 1
Encontre as soluções da equação $latex x^2-25=0$.
Solução
Esta equação é uma equação quadrática incompleta que não tem o termo bx. Podemos resolver esta equação isolando o termo x² e extraindo a raiz quadrada de ambos os lados da equação:
$latex x^2-25=0$
$latex x^2=25$
Tirando a raiz de ambos os lados, temos:
$latex x=\pm \sqrt{25}$
$latex x=\pm 5$
Assim, as soluções da equação são $latex x=5$ e $latex x=-5$.
EXERCÍCIO 2
Quais são as soluções da equação $latex x^2-4x=0$?
Solução
Esta é uma equação quadrática incompleta que não tem o termo c. Para resolver esta equação, precisamos fatorar x e, em seguida, formar uma equação com cada fator:
$latex x^2-4x=0$
$latex x(x-4)=0$
Formando uma equação com cada fator, temos:
$latex x=0~~$ ou $latex ~~x-4=0$
$latex x=0~~$ ou $latex ~~x=4$
As soluções da equação são $latex x=0$ e $latex x=4$.
EXERCÍCIO 3
Resolva a equação $latex x^2+5x+6=0$.
Solução
Podemos resolver essa equação usando o método de fatoração. Para isso, procuramos dois números que quando multiplicados são iguais a 6 e quando somados são iguais a 5.
Os dois números que estamos procurando são 2 e 3. Então, temos:
$latex x^2+5x+6=0$
$latex (x+2)(x+3)=0$
Agora, formamos uma equação com cada fator e resolvemos:
$latex x+2=0~~$ ou $latex ~~x+3=0$
$latex x=-2~~$ ou $latex ~~x=-3$
As soluções da equação são $latex x=-2$ e $latex x=-3$.
EXERCÍCIO 4
Quais são as raízes da equação $latex x^2-6x-7=0$?
Solução
Podemos resolver essa equação fatorando. Para isso, procuramos dois números, que quando multiplicados são iguais a -7 e quando somados são iguais a -6.
Os números que estamos procurando são -7 e 1. Então, temos:
$latex x^2-6x-7=0$
$latex (x-7)(x+1)=0$
Formando uma equação com cada fator, temos:
$latex x-7=0~~$ ou $latex ~~x+1=0$
$latex x=7~~$ ou $latex ~~x=-1$
As soluções da equação são $latex x=7$ e $latex x=-1$.
EXERCÍCIO 5
Resolva a equação $latex 2x^2-32=0$.
Solução
Esta equação é uma equação quadrática incompleta da forma $latex ax^2+c=0$. Podemos resolver esta equação resolvendo para x² e extraindo a raiz quadrada de ambos os lados:
$latex 2x^2-32=0$
$latex 2x^2=32$
$latex x^2=16$
Tirando a raiz quadrada de ambos os lados, temos:
$latex x=\pm \sqrt{16}$
$latex x=\pm 4$
As soluções da equação são $latex x=4$ e $latex x=-4$.
EXERCÍCIO 6
Encontre as raízes da equação $latex 4x^2+8x=0$.
Solução
Esta equação é uma equação quadrática incompleta da forma $latex ax^2+bx=0$. Para resolver esta equação, podemos fatorar 4x de ambos os termos e então formar uma equação com cada fator:
$latex 4x^2+8x=0$
$latex 4x(x+2)=0$
Formando uma equação com cada fator, temos:
$latex 4x=0~~$ ou $latex ~~x+2=0$
$latex x=0~~$ ou $latex ~~x=-2$
As soluções da equação são $latex x=0$ e $latex x=-2$.
EXERCÍCIO 7
Encontre as soluções da equação $latex x^2+4x-6=0$ usando o método de completar o quadrado.
Solução
Para completar o quadrado, pegamos o coeficiente b, dividimos por 2 e elevamos ao quadrado. Então temos:
$$\left(\frac{b}{2}\right)^2=\left(\frac{4}{2}\right)^2$$
$$=2^2$$
Agora, adicionamos e subtraímos esse valor à equação quadrática:
$$x^2+4x-6=x^2+4x+2^2-2^2-6$$
Agora, podemos completar o quadrado e simplificar:
$latex = (x+2)^2-4-6$
$latex = (x+2)^2-10$
Assim, temos a equação:
$latex (x+2)^2=10$
Tirando a raiz quadrada de ambos os lados, temos:
⇒ $latex x+2=\sqrt{10}$
Resolvendo, temos:
⇒ $latex x=-2\pm \sqrt{10}$
EXERCÍCIO 8
Encontre as soluções da equação $latex x^2-8x+4=0$ com duas casas decimais.
Solução
Podemos identificar os coeficientes $latex a=1$, $latex b=-8$ e $latex c=4$. Usando esses valores na fórmula de Bhaskara, temos:
$$x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$
$$x=\frac{-(-8)\pm \sqrt{( -8)^2-4(1)(4)}}{2(1)}$$
$$=\frac{8\pm \sqrt{64-16}}{2}$$
$$=\frac{8\pm \sqrt{48}}{2}$$
$$x=7,46 \text{ ou } 0,54$$
Portanto, as soluções são $latex x=7,46$ e $latex x=0,54$.
EXERCÍCIO 9
Resolva a equação $latex 2x^2+8x-10=0$ usando o método de completar o quadrado.
Solução
Podemos dividir a equação inteira por 2 para tornar o coeficiente do termo quadrático igual a 1:
⇒ $latex x^2+4x-5=0$
Agora, pegamos o coeficiente b, dividimos por 2 e elevamos ao quadrado. Então temos:
$$\left(\frac{b}{2}\right)^2=\left(\frac{4}{2}\right)^2$$
$$=2^2$$
Adicionando e subtraindo à expressão quadrática, temos:
$$x^2+4x-5=x^2+4x+2^2-2^2-5$$
Completando o quadrado e simplificando, temos:
$latex = (x+2)^2-4-5$
$latex = (x+2)^2-9$
Agora, escrevemos a equação assim:
⇒ $latex (x+2)^2=9$
E tiramos a raiz quadrada de ambos os lados:
⇒ $latex x+2=\pm 3$
Resolvendo, temos:
⇒ $latex x=1~~$ ou $latex ~~x=-5$
EXERCÍCIO 10
Use a fórmula quadrática para resolver a equação $latex x^2-10x+25=0$.
Solução
Podemos identificar os coeficientes $latex a=1$, $latex b=-10$ e $latex c=25$. Usando-os na fórmula de Bhaskara, temos:
$$x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$
$$x=\frac{-(-10)\pm \sqrt{( -10)^2-4(1)(25)}}{2(1)}$$
$$=\frac{10\pm \sqrt{100-100}}{2}$$
$$=\frac{10\pm \sqrt{0}}{2}$$
$$=\frac{10}{2}$$
$latex x=5$
Neste caso, temos uma única raiz repetida $latex x=5$.
EXERCÍCIO 11
Encontre as raízes da equação $latex 4x^2+5=2x^2+20$.
Solução
Primeiro, precisamos simplificar esta equação e escrevê-la na forma $latex ax^2+bx+c=0$:
$latex 4x^2+5=2x^2+20$
$latex 4x^2-2x^2+5-20=0$
$latex 2x^2-15=0$
Agora, podemos ver que é uma equação quadrática incompleta que não tem o termo bx. Então, podemos resolvê-la resolvendo para x² e tirando a raiz quadrada de ambos os lados:
$latex 2x^2-15=0$
$latex 2x^2=15$
$latex x^2=\frac{15}{2}$
$latex x=\pm \sqrt{\frac{15}{2}}$
EXERCÍCIO 12
Resolva a equação $latex 5x^2+5x=2x^2+10x$.
Solução
Para resolver a equação, temos que começar escrevendo-a na forma $latex ax^2+bx+c=0$. Então temos:
$latex 5x^2+5x=2x^2+10x$
$latex 5x^2-2x^2+5x-10x=0$
$latex 3x^2-5x=0$
Vemos que é uma equação incompleta que não tem o termo c. Então, podemos resolvê-la fatorando x:
$latex 3x^2-5x=0$
$latex x(3x-5)=0$
$latex x=0~~$ ou $latex ~~3x-5=0$
$latex x=0~~$ ou $latex ~~x=\frac{5}{3}$
EXERCÍCIO 13
Resolva a equação $latex 3x^2+5x-4=x^2-2x$ usando a fórmula de Bhaskara. Expresse as soluções com duas casas decimais.
Solução
Para usar a fórmula de Bhaskara, temos que começar escrevendo a equação na forma $latex ax^2+bx+c=0$:
$latex 3x^2+5x-4=x^2-2x$
$latex 2x^2+7x-4=0$
Agora, temos os coeficientes $latex a=2$, $latex b=7$ e $latex c=-4$. Então, usando esses valores na fórmula de Bhaskara, temos:
$$x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$
$$x=\frac{-(7)\pm \sqrt{( 7)^2-4(2)(-4)}}{2(2)}$$
$$=\frac{-7\pm \sqrt{49+32}}{4}$$
$$=\frac{-7\pm \sqrt{81}}{2}$$
$$=\frac{-7\pm 9}{2}$$
$$=-8 \text{ ou }1$$
As soluções da equação são $latex x=-8$ e $latex x=1$.
EXERCÍCIO 14
Resolva a seguinte equação $$(3x+1)(2x-1)-(x+2)^2=5$$
Solução
Para resolver esta equação, precisamos expandir os parênteses e simplificar para a forma $latex ax^2+bx+c=0$. Então temos:
$$(3x+1)(2x-1)-(x+2)^2=5$$
$$6x^2-x-1-(x^2+4x+4)=5$$
$latex 5x^2-5x-5=5$
$latex 5x^2-5x-10=0$
Agora podemos resolver por fatoração:
$latex 5x^2-5x-10=0$
$latex 5(x^2-x-2)=0$
$latex 5(x+1)(x-2)=0$
$latex x+1=0~~$ ou $latex ~~x-2=0$
$latex x=-1~~$ ou $latex ~~x=2$
EXERCÍCIO 15
Use o método de completar o quadrado para resolver a equação $latex -x^2+3x+1=-2x^2+6x$.
Solução
Temos que começar escrevendo a equação na forma $latex ax^2+bx+c=0$:
$latex -x^2+3x+1=-2x^2+6x$
$latex x^2-3x+1=0$
Agora, vemos que o coeficiente b nesta equação é igual a -3. Então temos:
$$\left(\frac{b}{2}\right)^2=\left(\frac{-3}{2}\right)^2$$
Adicionando e subtraindo esse valor à equação quadrática, temos:
$$x^2-3x+1=x^2-2x+\left(\frac{-3}{2}\right)^2-\left(\frac{-3}{2}\right)^2+1$$
Completando o quadrado e simplificando, temos:
$latex = (x-\frac{3}{2})^2-\left(\frac{-3}{2}\right)^2+1$
$latex = (x-\frac{3}{2})^2-\frac{5}{4}$
Agora, escrevemos a equação da seguinte forma:
$latex ⇒ (x-\frac{3}{2})^2=\frac{5}{4}$
Tirando a raiz quadrada de ambos os lados, temos:
⇒ $latex x-\frac{3}{2}=\sqrt{\frac{5}{4}}$
⇒ $latex x-\frac{3}{2}=\frac{\sqrt{5}}{2}$
Resolvendo, temos:
⇒ $latex x=\frac{3}{2}\pm \frac{\sqrt{5}}{2}$
EXERCÍCIO 16
Prove que a equação $latex 5x^2+4x+10=0$ não tem soluções reais usando a fórmula de Bhaskara.
Solução
Podemos usar os valores $latex a=5$, $latex b=4$, e $latex c=10$ na fórmula de Bhaskara:
$$x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$
$$x=\frac{-(4)\pm \sqrt{( 4)^2-4(5)(10)}}{2(5)}$$
$$=\frac{-5\pm \sqrt{16-200}}{10}$$
$$=\frac{-5\pm \sqrt{-184}}{10}$$
Podemos ver que temos um número negativo dentro da raiz quadrada. $latex \sqrt{-184}$ não é um número real, então a equação não tem raízes reais.
→ Calculadora de equações quadráticas
EXERCÍCIO 17
Resolva a seguinte equação $$\frac{4}{x-1}+\frac{3}{x}=3$$
Solução
Esta equação não parece ser quadrática à primeira vista. No entanto, podemos multiplicá-la por $latex x(x-1)$ para eliminar as frações e temos:
$$\frac{4}{x-1}+\frac{3}{x}=3$$
$$4x+3(x-1)=3x(x-1)$$
$$4x+3x-3=3x^2-3x$$
$latex 3x^2-10x+3=0$
Agora, podemos fatorar esta equação para resolvê-la:
$latex 3x^2-10x+3=0$
$latex (3x-1)(x-3)=0$
$latex 3x-1=0~~$ ou $latex ~~x-3=0$
$latex x=\frac{1}{3}~~$ ou $latex ~~x=3$
EXERCÍCIO 18
Encontre as soluções da seguinte equação $$\frac{2x+1}{x+5}=\frac{3x-1}{x+7}$$
Solução
Para simplificar frações, podemos fazer uma multiplicação cruzada para obter:
$$ (2x+1)(x+7)=(3x-1)(x+5)$$
Expandindo e simplificando, temos:
$$ 2x^2+15x+7=3x^2+14x-5 $$
$latex x^2-x-12=0$
Fatorando e resolvendo, temos:
$latex (x+3)(x-4)=0$
$latex x+3=0~~$ ou $latex ~~x-4=0$
$latex x=-3~~$ ou $latex ~~x=4$
EXERCÍCIO 19
Encontre dois números tais que sua soma seja igual a 17 e seu produto seja igual a 60.
Solução
Para resolver esse problema, podemos formar equações usando as informações da declaração. Usamos as letras X (número menor) e Y (número maior) para representar os números:
$latex X+Y=17~~[1]$
$latex XY=60~~[2]$
Escrevendo a equação 1 como $latex Y=17-X$ e substituindo-a na segunda equação, temos:
$latex X(17-X)=60$
Podemos expandir e escrever na forma $latex ax^2+bx+c=0$:
$latex 17X-X^2=60$
$latex X^2-17X+60=0$
Agora podemos resolver a equação fatorando:
$latex X^2-17X+60=0$
$latex (X-12)(X-5)=0$
$latex X-12=0~~$ ou $latex ~~X-5=0$
$latex X=12~~$ ou $latex ~~X=5$
Então temos:
- Se $latex X=5$, temos $latex Y=17-5=12$. Esta solução é a correta porque X<Y.
- Se $latex X=12$, temos $latex Y=17-12=5$
Os números são 12 e 5.
EXERCÍCIO 20
Se a área de um retângulo é 78 unidades quadradas e seu lado maior é 7 unidades maior que seu lado menor, quais são os comprimentos dos lados?
Solução
Para resolver este problema, temos que usar as informações fornecidas para formar equações. Vamos representar o lado menor com x. Isso significa que o lado maior é igual a x+7.
Agora considerando que a área de um retângulo é encontrada multiplicando os comprimentos de seus lados, temos:
$latex x(x+7)=78$
Expandindo e escrevendo a equação na forma $late ax^2+bx+c=0$, temos:
$latex x^2+7x-78=0$
Resolvendo por fatoração, temos:
$latex (x+13)(x-6)=0$
$latex x+13=0~~$ ou $latex ~~x-6=0$
$latex x=-13~~$ ou $latex ~~x=6$
Como não podemos ter comprimentos negativos, temos $latex x=6$, então os comprimentos são 6 e 13.
Veja também
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