Um colega do Rio
de Janeiro, RJ, coloca a seguinte questão: a equação exponencial

se resolvida pela
regra de "igualar os expoentes" nos leva a
2x2
7x + 4
= 1,
tem-se 1-1 =
1, o que mostra que x = 0 e x = 1 são também soluções do
problema. O colega pergunta: como explicar isso a um aluno do 2.° grau? A
experiência mostra que o aluno aceita

RPM:
O colega percebeu
que x =
1
também resolve o problema? Com efeito,

E, então?
Existirão, ainda, outras soluções? Esse é um dos perigos das regras
prontas: deixam-nos completamente à deriva ao menor problema. Senão,
vejamos como ter certeza de que estão esgotadas todas as possibilidades.
A dificuldade aqui reside na definição de ab, quando a e b
são números reais quaisquer. Ora, o que sabemos é que ab está definido
sempre que:
1.
a
é real positivo
(a > O) e b real qualquer, quando, então, se terá
ab > 0 também;
2.
a =
0 e b
real positivo (b > 0), quando 0b = 0;
3.
a
é real negativo
(a < 0) e b é um racional de forma irredutível
p/q, com
q
ímpar (q > 0),
quando ab = ( ) .
No caso, então, da
equação dada, em que o primeiro membro envolve uma potência de base real
x,
é
preciso separar os três casos, conforme x seja positivo, nulo ou
negativo.
1.° caso:
em que x >
0, logo ambos os membros da equação dada serão positivos, sendo
possível tomar os seus logaritmos. Isto nos leva a (2x2
7x
+ 4)log x = log x (em qualquer base em que se considere
o logaritmo). Esta última equação estará satisfeita se log x = 0
ou, se tivermos log x
0
e 2x2
7x + 4 = 1. Aqui já aparecem as soluções
x = 1,3 e 1/2. Certo?
2.° caso:
em que x
= 0. Então 2x2
7x +
4 assume o valor 4, o
que dá ao primeiro membro da equação primitiva o valor 04 =
0, donde x = 0 é, também, uma solução.
3.° caso:
em que x <
0, quando, então, só sabemos calcular
quando o expoente for um racional com denominador ímpar.
Seja, então, 2x2
7x + 4 = p/q na forma
irredutível
(isto é, p e q são primos entre si e q é ímpar). Repare que
isto não acontece para todos os valores negativos de x, mas se
pretendemos que esse valor seja solução da equação dada, devemos poder
calcular xp/q e esse valor deve coincidir com x.
Em particular xp/q deve ser negativo, o que força o
número p a ser ímpar também. Consideremos, então, só os valores
negativos de x para os quais
2x2
7x + 4
seja um racional p/q com p e q ímpares. Ora, se
ainda. xp/q =
x
tem.se
xp = xq ou
xp
= xq ou ( x)p = ( x)q,
dado que p e q são ímpares. Agora, estamos com potências de
bases positivas e podemos tomar seus logaritmos (em qualquer base),
obtendo-se
plog( x) = q
log( x).
Esta equação
admite as soluções log( x) = 0 e, portanto,
x=
1 (é preciso,
ainda, verificar
se, para x
=
1, 2x2 - 7x + 4 é um racional p/q com
p e
q
ímpares. Isso é
verdade porque para
x
=
1,
2x2 - 7x + 4 = 13) ou, se log( x)
0, p
= q
ímpar,
donde
p/q =
1,
mas
estamos com x < 0 e o
estudo da parábola 2x2
7x +
4 mostra que
p/q
= 2x2
7x +
4 > 4 para x < 0, logo não há outras soluções para
o problema dado.
É convincente?
Balcão do mestre |
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Às Escolas
Professor de
Matemática
licenciado pelo
IME-USP, formado em Pedagogia pela FEUSP, procura escola para lecionar no
1? e/ou 2? graus. Aceita trabalhar fora de São Paulo.
Paul William Dixon
Rua Duzolina
Gracioli Eleno, 43
Interlagos
04811 — São Paulo
— SP
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Quem tem?
Abecedário da
Álgebra,
Darcy Leal de
Menezes — vol. 1
Curso de Álgebra,
Sinézio
de Farias — vol. 1 e que queira vender ou trocar Dirigir-se a
Felizardo Toscano
Rua Dom Bosco,
1329
Boa Vista
50070 — Recife —
PE
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Respostas
dos probleminhas (p. 60) |
1. 99
x
91; 2. 30 quadrados;
3. Não existe um
caminho. (Pense nos quadrados como os de um tabuleiro de xadrês. João está,
por exemplo, em um quadrado preto. Ao sair, entrará necessariamente em um
quadrado branco, daí irá para um preto e assim por diante. Sua trajetória
será preto, branco, preto, branco, ... preto, branco. Portanto não poderá
terminar em B, que é preto.)
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