Equações algébricas Professor Neilton Curiosidades sobre o número Pi Na Bíblia Sagrada, no primeiro livro de Reis 7:23, existe a passagem: "Fez também o mar de fundição; era redondo e media dez côvados duma borda à outra, cinco côvados de altura e trinta de circunferência." sugerindo que os construtores da casa de Salomão usavam o valor 3 para a razão entre o diâmetro e o comprimento da circunferência. Arquimedes (287-212 a.C.) mostrou que o valor da razão entre o diâmetro e o comprimento da circunferência estava entre 3+1/7 e 3+10/71. Equações Algébricas Denominamos equações polinomiais ou algébricas, às equações da forma: P(x) = 0, onde P(x) é um polinômio de grau n > 0. Teorema Fundamental da Álgebra Toda a equação algébrica P(x) = 0 de grau n > 0, admite pelo menos uma raiz real ou complexa OBS: Equações de 5º grau ou maiores não possuem fórmulas para a sua solução direta. Exemplo: Compor o polinômio, sabendo que suas raízes são 1, 2 e 4 Como existem 3 raízes, n=3, então o polinômio é da forma: P(x) = an.(x-r1).(x-r2).(x-r3) Fazendo an = 1, temos que: P(x) = 1. (x-1).(x-2).(x-4) P(x) = x3 - 7x2 + 14x - 8 Multiplicidade de uma raiz Quando ao decompormos P(x) uma mesma raiz ocorre mais de uma vez a denominamos de raiz múltipla de P(x). Exemplo: Se P(x) = (x-1)2.(x-3) Dizemos nesse caso que das 3 raízes de P(x), a raiz 1 tem multiplicidade 2 enquanto que 3 é uma raiz simples Teorema das raízes complexas Se uma equação P(x) = 0 ,de coeficientes reais, apresentar uma raiz complexa (a+bi), podemos afirmar que o seu conjugado (a-bi) também será raiz de P(x), e com a mesma multiplicidade. Conseqüência Num polinômio P(x) com coeficientes reais e grau ímpar há, no mínimo, uma raiz real Dica do professor: Quando a equação não tem termo independente (sem variável), a quantidade de raízes nulas é igual ao expoente de menor grau. Na letra a por exemplo o termo 4x2 é o de menor expoente. Portanto 2 raízes nulas. 05. Sabe-se que a função polinomial f(x) de grau 3, admite como raízes, os números x1 = 1, x2 = 2 e x3. Sobre a raiz x3, podemos afirmar: a) pode ser um número complexo b) é necessariamente, um número natural c) é necessariamente um número inteiro d) é necessariamente um número irracional e) é um número real Resposta: Ora, o número de raízes complexas de uma equação algébrica é necessariamente um número par, já que, se a+bi for raiz, então o conjugado a-bi também será raiz. Portanto, se a terceira raiz da equação não pode ser um número complexo, então ela será necessariamente um número real, o que nos leva à alternativa E. Questão 06 Determinar m para que a soma das raízes da equação 4x4 – (m – 1)x3 + 2x2 – 5x + 4 = 0 seja igual a 2. RESOLUÇÃO: X1 + X2+X3+X4= -a1/a0 (soma das raízes) a1= – (m –1) X1 + X2+X3+X4= (m-1)/4 (m-1)/4=2 (m – 1)=4.2 m =8+1 RESPOSTA: m = 9 Questão 07 Resolva 2x4 –x3 – 4x2 + 10x – 4 = 0, sabendo que – 2 e 1 são raízes. 2 P(x) = 2x4 – x3– 4x2 + 10x – 4 = 0 –2 –1 2 2 – 5 –4 10 6 3– 2 –4 40 P(x) = 2x4 – x3– 4x2 + 10x – 4 = 0 1/2 2 2 –5 – 4 6 34 –2 40 2x2 – 4x + 4 = 0 b 4ac 2 x2 – 2x + 2 = 0 ou b x´ 2a (2) 4.1.2 2 (2) 4 x´ 2.1 x1 1 i 4 8 4 2 2i x´ 2.1 x2 1 i Questão 07 Resolva 2x4 –x3 – 4x2 + 10x – 4 = 0, sabendo que – 2 e 1 são raízes. 2 1 SOLUÇÃO : S { 2; ; 1 i ; 1 i} 2 Questão 08 Uma das raízes de 2x3 – (m +3)x2 + 11x – m = 0 é 1. Quais são as outras raízes dessa equação? P(1) = 0 2.13 – (m + 3) 12 + 11 .1 – m = 0 2 – (m + 3) + 11– m = 0 – m – 3 + 13– m = 0 – 2m + 10 = 0 1 2m = 10 2 2 –8 –6 m=5 11 5 –5 0 2x2 – 6x + 5 = 0 b 4ac 2 b x´ 2a (6) 4.2.5 2 (6) 4 x´ 2.2 3i x1 2 36 40 6 2i x´ 4 4 3i x2 2 Questão 09 A soma das raízes da equação x3- 2x2 + 3x - 4 = 0 é igual a: a) -3/4 b) -1/2 c) 3/4 d) 4/3 e) 2 RESOLUÇÃO: A soma das raízes da equação x3- 2x2 + 3x - 4 = 0 é: X1+X2+X3= –a1/a0 X1+X2+X3= –(-2)/1 RESPOSTA: letra E Questão 10 A equação 2x³ - 5x² + x + 2 = 0 tem três raízes reais. Uma delas é 1. Encontre as outras duas. 1 –5 –3 2 2 2x3 – 3x – 2 = 0 1 –2 b 2 4ac (3)2 4.2.(2) 9 16 (3) 25 x´ 3 5 x´ 4 2.2 8 x´ 4 x´ 2 2 x´´ 4 2 0 x´ b 2a 25 1 x´´ 2 Questão 11 (UEPG-PR) Uma das raízes do polinômio P(x) = 3x3 + 2x2 – 7x + 2 é – 2. Então, a soma das outras raízes desse polinômio é: a) 2/3 b) -1 2 4 a b 2 ab c) 4/3 3 3 d) -3/4 e) 1 2 ab 2 3 Questão 12 (UEL-PR) Se – 2 é uma das raízes da equação x3 + 4x2 + x + k = 0, onde k R, o produto das outras duas raízes dessa equação é: a) –3 3 + 4(2)2 + (–2)+ k = 0 P(-2) = 0 (-2) b) –2 c) –6 -8 + 16 – 2 + k = 0 d) 3 e) 6 K=–6 x3 + 4x2 + x – 6 = 0 a.b.(2) ( 6 ) 1 a.b.(2) 6 a.b 3 13. ( UEFS )– Se o resto da divisão do polinômio P(x) = 2xn + 5x – 30 por Q(x) = x – 2 é igual a 44, então n é igual a (01) 2 (02) 3 (03) 4 (04) 5 (05) 6 SOLUÇÃO: Sabemos pelo teorema do resto, que o resto da divisão do polinômio P(x) por x – a é igual a P(a). Logo, com os dados do problema, podemos escrever: P(2) = 44 = 2.2n + 5.2 – 30 \ 64 = 2.2n \ 2n = 32 e, portanto, n = 5, o que nos leva à alternativa (04). P(x) = 3x3 – 5x2 + x – 2 2 –5 3 3 1 1 3 –2 4 Questão 14 Determinar m, de modo que a equação x3 + mx2 + 12x + 8 = 0 tenha as três raízes iguais. a0 = 1 a1 = m a2 = 12 a3 = 8 x1 = x2 = x3 = a Girard: x1 + x2 + x3 = – a1/a0 a + a + a = – m/1 3a = –m (I) x1x2 + x2x3 + x1x3 = a2/a0 a . a + a . a + a . a =3a2/1 3a2 = 12 a2 = 4a=+-2 (II) x1x2x3 = –a3/a0 a . a . a = a3 = – 8 a = –2 Em (I), com a = –2: -m=3.(-2) m=6 CONHEÇA HIDROLÂNDIA - UIBAÍ Estudo da reta e Área do triângulo Geometria Analítica PLANO CARTESIANO 1.1 – COORDENADAS CARTESIANAS NA RETA É fácil concluir que existe uma correspondência um a um (correspondência biunívoca) entre o conjunto dos pontos da reta e o conjunto R dos números reais. Os números são chamados abscissas dos pontos. Assim, a abscissa do ponto A’ é -1, a abscissa da origem O é 0, a abscissa do ponto A é 1, etc. A reta r é chamada eixo das ABCISSAS. 1.2 – COORDENADAS CARTESIANAS NO PLANO Com o modo simples de se representar números numa reta, visto acima, podemos estender a idéia para o plano, basta que para isto consideremos duas retas perpendiculares que se interceptem num ponto O Dizemos que a é a abscissa do ponto P e b é a ordenada do ponto P EXERCÍCIO 01 Se o ponto P(2m-16 , m) pertença ao eixo dos y , calcule o valor de m. Solução: Se um ponto pertence ao eixo vertical (eixo y) , então a sua abscissa é nula. Logo, no caso teremos: 2m - 16 = 0, de onde tiramos m = 8 o ponto ficaria P = ( 0, 8) EXERCÍCIO 02 Se o ponto P(2m-16 , m) pertença ao eixo dos y , calcule o valor de m. Solução: Se um ponto pertence ao eixo horizontal (eixo ox) , então a sua ordenada é nula. Logo, no caso teremos: m = 0, o ponto ficaria P = ( -16, 0)