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Equações e inequações com parâmetro

Parâmetro é uma letra, como a, que representa um número fixo, mas que ainda não sabemos qual é. Perguntamos: "para quais valores de a a equação tem 0, 1, 2 ou mais soluções?". O método gráfico escreve a equação como f(x) = a e desliza a reta horizontal y = a sobre a curva y = f(x).

🎬 História passo a passo

  1. A equação é x² = a. Desenhe a curva y = x² e a reta laranja y = a. Cada ponto verde, onde elas se encontram, é uma solução. Agora a = 4 e há 2 pontos.
  2. Deslize a reta para baixo até a = 0. A reta só encosta no fundo da curva. Sobra apenas 1 ponto.
  3. Desça mais, para a = −2. A reta passa por baixo da curva e não a toca. Nenhum ponto, então não há solução.
  4. Uma curva nova: y = |x² − 4|, com formato de W. Com a = 2 a reta corta a curva em 4 lugares.
  5. Suba a reta até a = 4. Ela passa pelo pico do meio, então os pontos são 3. A contagem muda em valores especiais de a.
  6. Brincadeira livre com |x − 1| + |x + 1| = a. Descubra o a em que a reta fica sobre um trecho reto e dá infinitas soluções.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

O que significam os pontos verdes?

Cada ponto verde é um lugar onde a reta encontra a curva. O valor de x dele é uma solução da equação.

Um toque conta como uma solução ou duas?

Uma solução. Em a = 0 a reta só encosta no fundo da tigela, então há só um x.

E se a reta estiver abaixo da curva?

Então elas nunca se encontram. A equação não tem solução para esse a.

Por que |x² − 4| = a dá 4 soluções?

A curva em W sobe dos dois lados de cada ponto baixo, então uma reta entre 0 e 4 cruza quatro braços.

Por que a = 4 é especial?

Em a = 4 a reta passa pelo pico do meio, onde dois braços se encontram, então dois cruzamentos viram um. A contagem cai de 4 para 3.

Uma equação pode ter infinitas soluções?

Pode, se a reta ficar sobre um trecho reto da curva. Então todo x desse trecho é solução.

O que é um parâmetro?

Em x² = 9 o número 9 é fixo. Em x² = a a letra a é um parâmetro: um número fixo que ainda não escolhemos. A incógnita que resolvemos continua sendo x.

Por isso a resposta não é um número só. A resposta diz como as soluções dependem de a. Por exemplo: "se a < 0 não há solução; se a = 0 há uma; se a > 0 há duas".

O método gráfico: deslize a reta y = a

Método gráfico em quatro passos:

  1. Arrume a equação para ela ficar f(x) = a (a sozinho de um lado).
  2. Desenhe a curva y = f(x) uma única vez. Ela não depende de a.
  3. Desenhe a reta horizontal y = a. Mudar a faz a reta subir ou descer.
  4. Conte os pontos de encontro em cada posição. Anote as faixas de a em que a contagem não muda e os valores especiais em que ela muda.

Exemplo: |x² − 4| = a. A curva tem formato de W, com pontos baixos em (−2, 0), (2, 0) e um pico em (0, 4).

Quando a aparece dentro da fórmula: discriminante

Em x² − 4x + a = 0 o número de raízes depende do discriminante D = b² − 4ac = 16 − 4a.

Para "x² + 2ax + 4 > 0 para todo x" precisamos de nenhuma raiz e da parábola acima do eixo: D = 4a² − 16 < 0, então −2 < a < 2.

Também dá para desenhar: x² − 4x = −a é a parábola com ponto mais baixo −4 e uma reta na altura −a.

Inequações e casos

Em ax > 2 o sinal de a decide a resposta, então separamos em casos:

Sempre diga o que acontece em a = 0 e nos valores especiais que você achou. Uma resposta completa lista todos os casos.

Tente: preveja e depois confira

Abra o quadro 3D em |x − 1| + |x + 1| = a. Antes de deslizar, chute quantas soluções a = 1 dá. Depois deslize até a = 1 e leia o resultado. Tente a = 2 e a = 3. Em casa: encha uma tigela com água e olhe a superfície da água tocando a parede. Uma tigela funda toca em dois lugares; uma tigela de fundo reto pode tocar ao longo de uma linha inteira. É o mesmo desenho.

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. Quantas soluções tem x² = a?

Desenhe y = x² e a reta y = a. Se a < 0 a reta está abaixo da curva: 0 soluções. Se a = 0 ela encosta no fundo: 1 solução. Se a > 0 ela corta duas vezes: 2 soluções (x = ±√a).

2. Para quais valores de a a equação x² − 4x + a = 0 tem duas raízes diferentes?

D = (−4)² − 4·1·a = 16 − 4a. Duas raízes diferentes exigem D > 0, então 16 − 4a > 0, ou seja, a < 4.

3. Discuta |x| = a.

A curva y = |x| é um V com a ponta em (0, 0). a < 0: nenhuma. a = 0: uma (x = 0). a > 0: duas (x = ±a).

4. Quantas soluções tem |x² − 4| = a quando a = 2?

x² − 4 = 2 dá x² = 6, x = ±√6. x² − 4 = −2 dá x² = 2, x = ±√2. Quatro soluções diferentes.

5. Ache o número de soluções de x² − 2x = a para cada a.

x² − 2x = (x − 1)² − 1, uma parábola com ponto mais baixo (1, −1). a < −1: nenhuma. a = −1: uma (x = 1). a > −1: duas.

6. Resolva ax > 2 para todos os valores de a.

a > 0: x > 2/a. a < 0: ao dividir por a o sinal inverte, x < 2/a. a = 0: 0 > 2 é falso, então não há solução.

7. Para quais valores de a vale x² + 2ax + 4 > 0 para todo x?

A parábola abre para cima. Ela fica acima do eixo se não tiver raiz real: D = (2a)² − 4·4 = 4a² − 16 < 0, então a² < 4, ou seja, −2 < a < 2.

8. Para quais valores de a a equação |x − 1| + |x + 1| = a tem exatamente duas soluções?

A curva é reta na altura 2 entre x = −1 e 1 e depois sobe com inclinação 2 dos dois lados. a < 2: nenhuma. a = 2: infinitas. a > 2: duas soluções x = ±a/2. Então a > 2.

Erros comuns

Quiz de prática

1. Em x² = a, a letra a é chamada de:
2. x² = a não tem solução real quando:
3. |x| = a tem exatamente uma solução quando:
4. x² − 4x + a = 0 tem uma raiz quando a =
5. No método gráfico a reta y = a é:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

O que é um parâmetro em matemática?

Uma letra que representa um número fixo, mas não especificado. Estudamos como a resposta muda quando esse número muda.

Parâmetro é a mesma coisa que variável?

Não exatamente. Resolvemos para a variável x. O parâmetro a é tratado como um número dado e a resposta é escrita em função dele.

Quando o método gráfico é melhor que o discriminante?

Quando a equação não é uma quadrática simples, por exemplo com módulos ou raízes, o desenho costuma ser mais fácil.

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