Matemática, perguntado por rhayms, 1 ano atrás

7< x²+3 < 4x? Como resolver essa inequação

Soluções para a tarefa

Respondido por Lukyo
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Resolver a dupla desigualdade

\mathsf{7&lt;x^2+3&lt;4x\qquad\quad(i)}\\\\\\ \left\{\! \begin{array}{lc} \mathsf{7&lt;x^2+3}&amp;\qquad\mathsf{(ii)}\\\\ \mathsf{x^2+3&lt;4x}&amp;\qquad\mathsf{(iii)} \end{array} \right.


Resolvendo \mathsf{(ii):}

\mathsf{7&lt;x^2+3}\\\\ \mathsf{0&lt;x^2+3-7}\\\\ \mathsf{x^2-4&gt;0}\\\\ \mathsf{x^2-2^2&gt;0}\\\\ \mathsf{x^2+2x-2x-2^2&gt;0}\\\\ \mathsf{x(x+2)-2(x+2)&gt;0}

\mathsf{(x+2)(x-2)&gt;0}\quad\longleftarrow\quad\textsf{inequa\c{c}\~ao-produto}\qquad\mathsf{(iv)}


Encontrando as raízes do lado esquerdo de \mathsf{(iv):}

\begin{array}{rcl} \mathsf{x_1+2=0}&amp;~\textsf{ e }~&amp;\mathsf{x_2-2=0}\\\\ \mathsf{x_1=-2}&amp;~\textsf{ e }~&amp;\mathsf{x_2=2}\quad\longleftarrow\quad\textsf{(ra\'izes)} \end{array}


Montando o quadro de sinais:

\begin{array}{cl} \mathsf{x+2}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~----}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{-2}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\!\overset{++++++++}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{2}{\bullet}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\ \mathsf{x-2}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~----}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{-2}{\bullet}\!\!\!\overset{--------}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{2}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\\\ \mathsf{(x+2)(x-2)}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~++++}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{-2}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\!\overset{--------}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{2}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}} \end{array}


Para que o lado esquerdo seja positivo, o intervalo de interesse é

\mathsf{x&lt;-2~~ou~~x&gt;2.}


Solução da inequação \mathsf{(ii):}

\mathsf{S_{(ii)}=\left]-\infty,\,-2\right[\,\cup\,\left]2,\,+\infty\right[.}

________


Resolvendo \mathsf{(iii):}

\mathsf{x^2+3&lt;4x}\\\\ \mathsf{x^2-4x+3&lt;0}\\\\ \mathsf{x^2-x-3x+3&lt;0}\\\\ \mathsf{x(x-1)-3(x-1)&lt;0}\\\\ \mathsf{(x-1)(x-3)&lt;0}\quad\longleftarrow\quad\textsf{inequa\c{c}\~ao-produto}\qquad\mathsf{(v)}


Encontrando as raízes do lado esquerdo de \mathsf{(v):}

\begin{array}{rcl}
 \mathsf{x_1-1=0}&amp;~\textsf{ e }~&amp;\mathsf{x_2-3=0}\\\\ 
\mathsf{x_1=1}&amp;~\textsf{ e 
}~&amp;\mathsf{x_2=3}\quad\longleftarrow\quad\textsf{(ra\'izes)} 
\end{array}


Montando o quadro de sinais:

\begin{array}{cl} \mathsf{x-1}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~----}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{1}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\!\overset{++++++++}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{3}{\bullet}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\ \mathsf{x-3}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~----}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{1}{\bullet}\!\!\!\overset{--------}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{3}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\\\ \mathsf{(x-1)(x-3)}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~++++}{\textsf{||||}}\!\!\!\underset{1}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\!\overset{--------}{\textsf{||||||}}\!\!\underset{3}{\overset{0}{\bullet}}\!\!\overset{++++~~}{\textsf{||||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}} \end{array}


Para que o lado esquerdo seja negativo, o intervalo de interesse é

\mathsf{1&lt;x&lt;3.}


Solução da inequação \mathsf{(iii):}

\mathsf{S_{(iii)}=\left]1,\,3\right[.}

________


A solução da dupla desigualdade \mathsf{(i)} é a interseção das soluções de \mathsf{(ii)} e \mathsf{(iii)}

\begin{array}{cl} \mathsf{S_{(i)}}&amp;\qquad\mathsf{\overset{~~~*****}{\textsf{|||}}\!\!\!\underset{-2}{\circ}\!\!\!\textsf{||||||}\!\!\underset{1}{\circ}\!\!\textsf{|||}\!\!\underset{2}{\circ}\!\!\overset{************~~~}{\textsf{|||}\!\!\underset{3}{\bullet}\!\!\textsf{|||}}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\ \mathsf{S_{(ii)}}&amp;\qquad\mathsf{\textsf{|||}\!\!\!\underset{-2}{\circ}\!\!\!\textsf{||||||}\!\!\underset{1}{\circ}\!\!\overset{**************}{\textsf{|||}\!\!\underset{2}{\bullet}\!\!\textsf{|||}}\!\!\underset{3}{\circ}\!\!\textsf{|||}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}}\\\\\\ \mathsf{S_{(i)}\cap S_{(ii)}}&amp;\qquad\mathsf{\textsf{|||}\!\!\!\underset{-2}{\circ}\!\!\!\textsf{||||||}\!\!\underset{1}{\circ}\!\!\textsf{|||}\!\!\underset{2}{\circ}\!\!\overset{*******}{\textsf{|||}}\!\!\underset{3}{\circ}\!\!\textsf{|||}\!\!\!\footnotesize\begin{array}{l}\blacktriangleright \end{array}} \end{array}


Então o conjunto solução é

\mathsf{S=S_{(i)}\cap S_{(ii)}}\\\\ \mathsf{S=\left]2,\,3\right[}


ou usando a notação usual

\mathsf{S=\{x\in\mathbb{R}:~2&lt;x&lt;3\}.}


Bons estudos! :-)


Tags:  inequação dupla desigualdade quadrática álgebra


rhayms: valeu amigo mais não consegui ententer
Lukyo: Se estiver pelo app você não vai conseguir ler.
Lukyo: A resposta é longa. Para conseguir entender você vai ter que ler nas entrelinhas.
Lukyo: Caso tenha dúvida em alguma passagem, comente.
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