MatemáticaFC
Atividade - 9º ano
Equações do segundo grau
Orientação: Modele cada situação com uma equação do segundo grau, escolha um método adequado de resolução e interprete as soluções de acordo com o contexto. Quando houver duas raízes algébricas, verifique quais delas fazem sentido na situação.

1. O terreno da associação

Terreno retangular
x + 5
x
Área = 84 m²

Um terreno retangular possui largura x metros e comprimento 5 m maior que a largura. Sua área é 84 m².

  1. Escreva a equação que representa a situação.
  2. Coloque a equação na forma \(ax^2+bx+c=0\) e identifique a, b e c.
  3. Resolva a equação.
  4. Quais são as dimensões do terreno? Explique por que uma das raízes não pode representar a largura.

2. A área de uma praça quadrada

Uma praça quadrada possui área de 196 m².

  1. Modele a situação por uma equação do segundo grau.
  2. Classifique a equação como completa ou incompleta.
  3. Resolva isolando \(x^2\).
  4. A equação possui duas soluções reais. Qual delas representa a medida do lado da praça?

3. Organização de cadeiras

Em um auditório, o número de cadeiras de uma fileira multiplicado por um número 3 unidades maior é 108.

  1. Se x representa o menor número, escreva a equação.
  2. Transforme-a na forma geral.
  3. Resolva por fatoração ou pela fórmula de Bhaskara.
  4. Se x deve ser natural, qual é o par de números?

4. Um número e seu sucessor

O produto de dois números inteiros consecutivos é 156.

  1. Represente os números por x e x + 1.
  2. Escreva a equação do segundo grau.
  3. Resolva a equação.
  4. Quais pares de inteiros consecutivos satisfazem a condição?

5. Canteiro com faixa

Canteiro quadrado com faixa de 1 m
x + 2
x + 2
canteiro
x × x
faixa ao redor

Um canteiro quadrado de lado x será cercado por uma faixa de 1 m de largura, formando um quadrado externo de lado x + 2. A área total será 100 m².

  1. Escreva a equação \((x+2)^2=100\).
  2. Desenvolva e escreva-a na forma geral.
  3. Resolva a equação.
  4. Determine a medida possível do lado do canteiro interno.

6. Equação incompleta em uma oficina

Uma peça é dimensionada pela condição \(3x^2-75=0\).

  1. Identifique os coeficientes a, b e c.
  2. Explique por que a equação é incompleta.
  3. Resolva isolando \(x^2\).
  4. Se x representa uma medida, qual solução é admissível?

7. Fator comum em uma estrutura

Em um modelo algébrico de uma estrutura aparece a equação \(4x^2-20x=0\).

  1. Coloque o fator comum em evidência.
  2. Use a propriedade do produto nulo.
  3. Determine as raízes.
  4. Verifique as duas raízes na equação original.

8. Escolhendo o método

Uma turma recebeu quatro equações:

I) \(x^2=49\);
II) \(x^2-8x=0\);
III) \(x^2-16=0\);
IV) \(x^2-7x+10=0\).

  1. Indique um método conveniente para resolver cada equação.
  2. Resolva as quatro.
  3. Em qual delas a diferença de quadrados aparece diretamente?
  4. Em qual delas o fator comum é o caminho mais imediato?

9. A moldura retangular

Uma moldura retangular tem comprimento 4 cm maior que a largura e área de 96 cm².

  1. Modele a situação com uma equação.
  2. Resolva a equação.
  3. Determine as dimensões positivas.
  4. Calcule o perímetro da moldura.

10. A trajetória de uma bola

Trajetória aproximada de uma bola 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 tempo (s) altura (m)

A altura de uma bola, em metros, é dada por \(h=-t^2+6t\), em que t é o tempo em segundos.

  1. Em quais instantes a bola está no solo? Para isso, faça h = 0.
  2. Resolva a equação por fatoração.
  3. Interprete as duas raízes no contexto.
  4. O gráfico apresentado é compatível com as raízes encontradas? Explique.

11. Investigando o discriminante

O discriminante e o número de raízes reais

Valor de Δ Raízes reais
\(\Delta>0\) duas raízes diferentes
\(\Delta=0\) uma raiz real dupla
\(\Delta<0\) nenhuma raiz real

Considere a equação \(x^2-10x+21=0\).

  1. Identifique a, b e c.
  2. Calcule \(\Delta=b^2-4ac\).
  3. Sem resolver ainda a equação, diga quantas raízes reais ela possui.
  4. Resolva pela fórmula de Bhaskara e confirme a previsão.

12. Quando existe uma raiz dupla

Uma situação leva à equação \(x^2-12x+36=0\).

  1. Calcule o discriminante.
  2. O que o valor de Δ indica?
  3. Resolva a equação.
  4. Mostre que a expressão também pode ser escrita como \((x-6)^2=0\).

13. Quando não há solução real

Um modelo produz a equação \(x^2+4x+8=0\).

  1. Calcule o discriminante.
  2. Quantas raízes reais existem?
  3. Explique por que a fórmula de Bhaskara não produz um número real para \(\sqrt{\Delta}\).
  4. Escreva o conjunto solução considerando apenas os números reais.

14. Completando quadrados

Para resolver \(x^2+8x-9=0\), um estudante decidiu completar quadrados.

  1. Passe o termo constante para o segundo membro.
  2. Qual número deve ser somado aos dois membros para formar um quadrado perfeito?
  3. Escreva o primeiro membro como um quadrado.
  4. Resolva a equação.
  5. Verifique uma das raízes na equação original.

15. Soma e produto das raízes

Uma equação de um modelo é \(x^2-11x+24=0\).

  1. Sem resolver a equação, determine a soma das raízes.
  2. Determine o produto das raízes.
  3. Encontre dois números que atendam simultaneamente a essas condições.
  4. Fatore a expressão e confirme as raízes.

16. Construindo uma equação

Em um jogo matemático, o desafio informa que as raízes de uma equação são 4 e −3 e que o coeficiente de \(x^2\) deve ser 1.

  1. Escreva a forma fatorada da equação.
  2. Desenvolva o produto.
  3. Identifique a, b e c.
  4. Calcule a soma e o produto das raízes e compare com \(-\frac ba\) e \(\frac ca\).

17. Conferindo uma solução

Um estudante afirma que \(x=-2\) é raiz de \(x^2+x-2=0\).

  1. Verifique a afirmação por substituição.
  2. Fatore a expressão.
  3. Determine todas as raízes.
  4. Explique por que verificar apenas uma raiz não resolve completamente a equação.

18. O erro no sinal

Ao resolver \(2x^2-7x-4=0\), um estudante registrou a = 2, b = 7 e c = −4.

  1. Identifique o erro.
  2. Escreva corretamente os três coeficientes.
  3. Calcule o discriminante.
  4. Resolva a equação pela fórmula de Bhaskara.

19. Qual solução faz sentido?

A área de um retângulo é 40 cm². A largura é x e o comprimento é x + 3.

  1. Escreva a equação do segundo grau.
  2. Resolva-a.
  3. Quais são as raízes algébricas?
  4. Qual raiz deve ser descartada no contexto geométrico?
  5. Determine as dimensões do retângulo.

20. Desafio final — projeto de uma quadra

Uma quadra retangular terá comprimento 7 m maior que a largura e área de 144 m².

  1. Se a largura é x, escreva a equação que modela a área.
  2. Coloque-a na forma geral e identifique a, b e c.
  3. Calcule o discriminante.
  4. Resolva pela fórmula de Bhaskara.
  5. Interprete as raízes e determine as dimensões da quadra.
  6. Calcule o perímetro.
  7. Explique por que, mesmo quando a fórmula fornece duas raízes reais, o contexto pode tornar apenas uma delas válida.
Gabarito

1. a) \(x(x+5)=84\). b) \(x^2+5x-84=0\); a = 1, b = 5, c = −84. c) \(x=7\) ou \(x=-12\). d) 7 m e 12 m; medida negativa não é admissível.

2. a) \(x^2=196\) ou \(x^2-196=0\). b) Incompleta. c) \(x=\pm14\). d) 14 m.

3. a) \(x(x+3)=108\). b) \(x^2+3x-108=0\). c) \(x=9\) ou \(x=-12\). d) 9 e 12.

4. a) x e x + 1. b) \(x^2+x-156=0\). c) \(x=12\) ou \(x=-13\). d) 12 e 13; ou −13 e −12.

5. a) \((x+2)^2=100\). b) \(x^2+4x-96=0\). c) \(x=8\) ou \(x=-12\). d) 8 m.

6. a) a = 3, b = 0, c = −75. b) Não há termo em x. c) \(x^2=25\); \(x=\pm5\). d) \(x=5\).

7. a) \(4x(x-5)=0\). b) \(4x=0\) ou \(x-5=0\). c) \(x=0\) ou \(x=5\). d) Ambas satisfazem a equação.

8. a) I: isolamento; II: fator comum; III: diferença de quadrados; IV: fatoração ou Bhaskara. b) I: ±7; II: 0 e 8; III: ±4; IV: 2 e 5. c) III. d) II.

9. a) \(x(x+4)=96\Rightarrow x^2+4x-96=0\). b) \(x=8\) ou \(x=-12\). c) 8 cm e 12 cm. d) 40 cm.

10. a) \(-t^2+6t=0\). b) \(-t(t-6)=0\). c) \(t=0\) s, lançamento; \(t=6\) s, retorno ao solo. d) Sim, o gráfico toca o eixo horizontal em 0 e 6.

11. a) a = 1, b = −10, c = 21. b) \(\Delta=100-84=16\). c) Duas raízes reais diferentes. d) \(x=3\) e \(x=7\).

12. a) \(\Delta=144-144=0\). b) Uma raiz real dupla. c) \(x=6\). d) \(x^2-12x+36=(x-6)^2\).

13. a) \(\Delta=16-32=-16\). b) Nenhuma raiz real. c) Não existe raiz quadrada real de número negativo. d) \(S=\varnothing\).

14. a) \(x^2+8x=9\). b) 16. c) \((x+4)^2=25\). d) \(x=1\) ou \(x=-9\). e) Por exemplo, \(1+8-9=0\).

15. a) 11. b) 24. c) 3 e 8. d) \((x-3)(x-8)=0\); raízes 3 e 8.

16. a) \((x-4)(x+3)=0\). b) \(x^2-x-12=0\). c) a = 1, b = −1, c = −12. d) Soma = 1 = \(-b/a\); produto = −12 = \(c/a\).

17. a) \(4-2-2=0\), portanto sim. b) \((x+2)(x-1)=0\). c) \(x=-2\) e \(x=1\). d) Uma equação do segundo grau pode possuir duas raízes.

18. a) O sinal de b foi ignorado. b) a = 2, b = −7, c = −4. c) \(\Delta=49+32=81\). d) \(x=4\) ou \(x=-\frac12\).

19. a) \(x(x+3)=40\Rightarrow x^2+3x-40=0\). b) \(x=5\) ou \(x=-8\). c) 5 e −8. d) −8. e) 5 cm e 8 cm.

20. a) \(x(x+7)=144\). b) \(x^2+7x-144=0\); a = 1, b = 7, c = −144. c) \(\Delta=49+576=625\). d) \(x=9\) ou \(x=-16\). e) 9 m e 16 m. f) 50 m. g) As raízes precisam ser interpretadas; comprimentos negativos não são admissíveis.

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