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Resolver um problema
Equações polinomiaisÁlgebraEnsino médio≈ 1:39

Resolver x⁴ = 16

Uma aula animada passo a passo. Toque em Reproduzir para ver cada passo com legendas, ou leia os passos e a transcrição abaixo. Resposta: x = -2, x = 2; complexo: ±2i.

Vídeo gravado: a voz e a escrita na imagem estão em inglês. Legendas: Português. Para narração neste idioma, abra a versão interativa.

Vídeo em inglês: Baixar MP4 (0.6 MB) · Legendas (WebVTT): Português · Legendas em inglês (WebVTT)

Passos na tela

  1. 1. O problema
    Exemplo resolvido
    x4=16{ x}^{4} = 16
  2. 2. Passos, parte 1
    1. x4=16{ x}^{4} = 16
      Partir da equação
    2. x4−16=0x^{4} - 16 = 0
      Passar todos os termos para um lado
    3. x3−2x2+4x−8=0x^{3} - 2x^{2} + 4x - 8 = 0
      Testar os candidatos do teorema das raízes racionais: x = -2 é uma raiz
    4. x2+4=0x^{2} + 4 = 0
      Testar os candidatos do teorema das raízes racionais: x = 2 é uma raiz
  3. 3. Passos, parte 2
    1. x2+4=0x^{2} + 4 = 0
      Resolver a equação do segundo grau restante
    2. Δ=b2−4ac=02−4⋅1⋅4=−16\Delta = b^2 - 4ac = 0^2 - 4 \cdot 1 \cdot 4 = -16
      Calcular o discriminante
    3. Δ < 0, então não há raízes reais; as duas raízes são complexas conjugadas
    4. x=0±−162=0±4 i2x = \frac{0 \pm \sqrt{-16}}{2} = \frac{0 \pm 4\,i}{2}
      Aplicar a fórmula de Bhaskara com √(−1) = i
  4. 4. Passos, parte 3
    1. x=±2ix = \pm 2i
      Simplificar
    2. x=−2,x=2x = -2,\quad x = 2
      Reunir as soluções reais
  5. 5. No gráfico
    -5-4-3-2-112345-20-101020304050x = -2x = 2
    Cada solução é um ponto onde o gráfico cruza o zero.
  6. 6. A resposta
    x=−2, x=2x = -2,\ x = 2

    x = -2, x = 2

  7. 7. Verificação
    • x = -2: lado esquerdo = 16, lado direito = 16 ✓
    • x = 2: lado esquerdo = 16, lado direito = 16 ✓

Transcrição

O problema. Aqui está o problema: x elevado a 4 igual a 16. Equação polinomial de grau 4 em x.

Passos, parte 1. Partir da equação. Passar todos os termos para um lado. Testar os candidatos do teorema das raízes racionais: x igual a menos 2 é uma raiz. A divisão sintética (Briot-Ruffini) por (x mais 2) deixa um polinômio de grau 3. Testar os candidatos do teorema das raízes racionais: x igual a 2 é uma raiz. A divisão sintética (Briot-Ruffini) por (x menos 2) deixa um polinômio de grau 2.

Passos, parte 2. Resolver a equação do segundo grau restante. Calcular o discriminante. delta menor que 0, então não há raízes reais; as duas raízes são complexas conjugadas. Aplicar a fórmula de Bhaskara com a raiz quadrada de menos 1 igual a i.

Passos, parte 3. Simplificar. Reunir as soluções reais.

No gráfico. Agora observe o gráfico do lado esquerdo menos o lado direito. Ele cruza o zero exatamente nas soluções encontradas.

A resposta. Portanto, a resposta é x igual a menos 2, x igual a 2; complexo: mais ou menos 2i. Um polinômio de grau 4 tem exatamente 4 raízes contadas com multiplicidade (algumas podem ser complexas). Raízes racionais exatas são encontradas primeiro, depois as restantes são resolvidas exatamente ou aproximadas.

Verificação. x igual a menos 2: lado esquerdo igual a 16, lado direito igual a 16, o que confere. x igual a 2: lado esquerdo igual a 16, lado direito igual a 16, o que confere.

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