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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?
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