10º ano

10º anoCompreendendo AlgebraEntendendo Equações QuadráticasMétodos para resolver equações quadráticas


Método de fatoração


O método de fatoração é uma técnica usada para resolver equações quadráticas. Uma equação quadrática é uma equação desta forma:

ax^2 + bx + c = 0

onde a, b e c são constantes, e x é a variável a ser resolvida. O objetivo da fatoração é expressar a equação quadrática como o produto de dois binômios.

Entendendo equações quadráticas

Para entender completamente o método de fatoração, vamos primeiro ver como se parece uma equação quadrática. Considere a equação:

x^2 + 5x + 6 = 0

Esta é uma equação quadrática simples. Aqui, a = 1, b = 5, e c = 6.

Passos para resolver por fatoração

Resolver uma equação quadrática por fatoração envolve os seguintes passos principais:

Passo 1: Identifique a equação

Primeiro, certifique-se de que a equação quadrática está na forma padrão ax^2 + bx + c = 0.

Passo 2: Fatorar a quadrática

Para fatorar o fator quadrático, precisamos de dois números, digamos m e n, tais que:

  • m * n = a * c
  • m + n = b

Passo 3: Escrever como produto de binômios

Expressar a equação quadrática da seguinte forma:

(x + m)(x + n) = 0

Passo 4: Resolver para x

Coloque cada fator igual a zero e resolva para x:

x + m = 0
x + n = 0

Exemplo 1: Resolvendo x^2 + 5x + 6 = 0

Vamos aplicar o método de fatoração para resolver:

x^2 + 5x + 6 = 0
  1. Identifique a = 1, b = 5, c = 6.

  2. Precisamos de dois números que multipliquem por a * c = 1 * 6 = 6 e somem para b = 5.

    • Pares possíveis: (2, 3) porque 2 * 3 = 6 e 2 + 3 = 5.
  3. Reescreva a equação usando esses fatores:

    x^2 + 2x + 3x + 6 = 0
  4. Agrupe os termos e fatorize:

    (x^2 + 2x) + (3x + 6) = 0
    x(x + 2) + 3(x + 2) = 0
  5. Encontre o fator comum (x + 2):

    (x + 2)(x + 3) = 0
  6. Coloque cada fator igual a zero e resolva para x:

    x + 2 = 0 => x = -2
    x + 3 = 0 => x = -3

As soluções são x = -2 e x = -3.

Exemplo 2: Resolvendo 2x^2 + 7x + 3 = 0

Agora, vamos considerar outro exemplo:

2x^2 + 7x + 3 = 0
  1. Aqui, a = 2, b = 7, c = 3.

  2. Precisamos de dois números cujo produto seja a * c = 2 * 3 = 6 e a soma seja b = 7.

    • Pares possíveis: (6, 1) porque 6 * 1 = 6 e 6 + 1 = 7.
  3. Reescreva a equação usando esses números:

    2x^2 + 6x + 1x + 3 = 0
  4. Agrupe os termos e fatores:

    (2x^2 + 6x) + (1x + 3) = 0
    2x(x + 3) + 1(x + 3) = 0
  5. Encontre o fator comum (x + 3):

    (2x + 1)(x + 3) = 0
  6. Coloque cada fator igual a zero e resolva para x:

    2x + 1 = 0 => 2x = -1 => x = -1/2
    x + 3 = 0 => x = -3

As soluções são x = -1/2 e x = -3.

Exemplo 3: Resolvendo 3x^2 - 12x + 12 = 0

Finalmente, vamos pegar a equação quadrática:

3x^2 - 12x + 12 = 0
  1. Aqui, a = 3, b = -12, c = 12.

  2. Produto necessário: a * c = 36 e soma necessária: -12.

    • Pares possíveis: (-6, -6) porque -6 * -6 = 36 e -6 + -6 = -12.
  3. Reescreva a equação:

    3x^2 - 6x - 6x + 12 = 0
  4. Agrupe os termos e fatores:

    (3x^2 - 6x) - (6x - 12) = 0
    3x(x - 2) - 6(x - 2) = 0
  5. Encontre o fator comum (x - 2):

    (3x - 6)(x - 2) = 0
  6. Coloque cada fator igual a zero e resolva para x:

    3x - 6 = 0 => 3x = 6 => x = 2
    x - 2 = 0 => x = 2

Sua solução é x = 2 (uma raiz repetida).

Representação visual

A visualização pode ajudar na compreensão da fatoração. Abaixo está uma representação da fatoração de x^2 + 5x + 6.

x^2 + 5x + 6 , 0

Divida em fatores da seguinte forma:

(x + 2) (x + 3)

Você pode ver como a expressão x^2 + 5x + 6 (x + 2)(x + 3) é decomposta em fatores.

Casos especiais

Às vezes, a fatoração envolve padrões especiais, como diferença de quadrados, trinômios quadrados perfeitos, ou não é possível com números reais.

Diferença de quadrados

Uma quadrática na forma x^2 - y^2 pode ser fatorada como (x + y)(x - y).

Exemplo: x^2 - 49 = (x + 7)(x - 7)

Trinômio quadrado perfeito

Uma quadrática na forma (x + a)^2 = x^2 + 2ax + a^2 é um trinômio quadrado perfeito.

Exemplo: x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2

Quadriláteros não fatoráveis

Às vezes, os inteiros m e n podem não existir para satisfazer as condições de multiplicação-soma, especialmente se números complexos forem necessários. Nesses casos, métodos alternativos como completar o quadrado ou usar a fórmula quadrática podem ser usados. Eles são úteis.

O método de fatoração é eficaz para resolver muitas equações quadráticas, especialmente quando é possível decompô-las em fatores inteiros.

Prática

  1. Fatore x^2 - 9x + 18 = 0 e resolva.
  2. Resolva por fatoração: 2x^2 + x - 1 = 0.
  3. Fatore 3x^2 - x - 2 = 0 e encontre x.
  4. Determine as soluções para x^2 + 4x + 4 = 0 usando fatoração.
  5. Usando fatoração, resolva x^2 - 4 = 0.

Praticar esses exemplos ajudará a fortalecer a compreensão do método de fatoração na resolução de equações quadráticas.

O método de fatoração oferece uma abordagem elegante e simples para resolver equações quadráticas, convertendo-as em produto de fatores lineares e depois encontrando suas raízes.


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