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Representação Gráfica de Inequações do Primeiro Grau – Matemática | Tuco-Tuco

Como representar inequações do primeiro grau em uma reta numérica.

Representação Gráfica de Inequações Introdução Representar uma inequação graficamente é transformar uma desigualdade em um conjunto de pontos visível: na reta real (1 variável) ou no plano cartesiano (2 variáveis). Enquanto uma equação costuma gerar uma linha, uma curva ou um ponto, uma inequação define uma região inteira (um intervalo ou um semiplano), podendo incluir ou excluir a "fronteira" do desenho. Três decisões determinam quase todo o gráfico: Fronteira: qual é a reta/curva que separa as regiões (obtida trocando o símbolo por igualdade). Inclusão: se a fronteira entra ou não na solução (linha contínua ou tracejada; ponto fechado ou aberto). Lado correto: qual região deve ser marcada (teste de ponto ou interpretação "acima/abaixo"). Fundamentos e símbolos 1.1 Desigualdades e inclusão da fronteira Desigualdades estritas:
gt;$ e
lt;$ não incluem a fronteira representação: aberta na reta; tracejada no plano Desigualdades não estritas: $\ge$ e $\le$ incluem a fronteira representação: fechada na reta; contínua no plano 1.2 Resumo visual | Símbolo | Significado | Reta real | Plano cartesiano | | ------- | -------------- | ------------- | ---------------- | |
gt;$ | maior que | ponto aberto | linha tracejada | |
lt;$ | menor que | ponto aberto | linha tracejada | | $\ge$ | maior ou igual | ponto fechado | linha contínua | | $\le$ | menor ou igual | ponto fechado | linha contínua | Representação em uma variável (reta real) Uma inequação em $x$ (por exemplo, $x>4$) gera um intervalo na reta. 2.1 Passo a passo Resolva a inequação até isolar $x$ (como nas inequações do 1º grau). Marque o ponto crítico (o número que aparece ao final). Escolha o tipo de ponto: aberto para
lt;$ e
gt;$ fechado para $\le$ e $\ge$ Sombreie: para a direita se for $x>$ ou $x\ge$ para a esquerda se for $x<$ ou $x\le$ 2.2 Exemplos Exemplo 1 $ x>4 $ ponto aberto em $4$ seta para a direita Intervalo: $ S=(4,+\infty) $ Exemplo 2 $ x\le -2 $ ponto fechado em $-2$ seta para a esquerda Intervalo: $ S=(-\infty,-2] $ Exemplo 3 (intervalo entre dois valores) $ -1<x\le 3 $ ponto aberto em $-1$ e fechado em $3$ Intervalo: $ S=(-1,3] $ Representação em duas variáveis (plano cartesiano) Inequações com $x$ e $y$ (por exemplo, $y\le 2x+1$) definem uma região do plano. A fronteira normalmente é uma reta (1º grau) ou uma curva (2º grau, módulo, etc.). 3.1 Forma reduzida e cuidado com negativos Sempre que possível, isole o $y$: $ y ;\square; ax+b $ Atenção: se você multiplicar/dividir por número negativo para isolar $y$, o símbolo inverte. Exemplo: $ -2y \ge 6x-4 $ Dividindo por $-2$ (inverte o sinal): $ y \le -3x+2 $ 3.2 Procedimento padrão (reta) Considere a inequação: $ y \le 2x + 1 $ Passo 1 — Fronteira Troque por igualdade: $ y = 2x+1 $ Passo 2 — Trace a reta Basta encontrar dois pontos. Um método rápido: Se $x=0$, então $y=1$ $\Rightarrow (0,1)$ Se $y=0$, então $0=2x+1 \Rightarrow x=-\frac{1}{2}$ $\Rightarrow \left(-\frac{1}{2},0\right)$ Passo 3 — Estilo da linha $\le$ ou $\ge$ $\Rightarrow$ linha contínua
lt;$ ou
gt;$ $\Rightarrow$ linha tracejada Aqui: $\le$ $\Rightarrow$ contínua. Passo 4 — Região solução (o lado certo) Duas formas seguras: (A) Teste de ponto Escolha um ponto que não esteja na reta, geralmente $(0,0)$ (se a reta não passa pela origem). Substitua na inequação original: Para $(0,0)$: $ 0 \le 2\cdot 0 + 1 \Rightarrow 0 \le 1 \quad (\text{verdadeiro}) $ Então, sombreie o lado que contém $(0,0)$. (B) Interpretação "acima/abaixo" (quando está como $y \square$ e o coeficiente de y é +1) Se a inequação estiver na forma $y < \text{(expressão)}$ ou $y \le \text{(expressão)}$: sombreie a região abaixo da reta. Se estiver na forma $y > \text{(expressão)}$ ou $y \ge \text{(expressão)}$: sombreie a região acima da reta. Atenção: Esta regra visual direta pressupõe que você já isolou o $y$ e seu coeficiente é +1. Se, durante o processo de isolamento, você multiplicou ou dividiu por um número negativo, o sinal da desigualdade já foi invertido e a regra se aplica normalmente à forma final. Em caso de dúvida, prefira o teste de ponto. Exemplos completos no plano Exemplo 1 — inequação estrita (linha tracejada) $ y > -x + 2 $ Fronteira: $ y = -x + 2 $ Dois pontos: $x=0 \Rightarrow y=2 \Rightarrow (0,2)$ $y=0 \Rightarrow 0=-x+2 \Rightarrow x=2 \Rightarrow (2,0)$ Como é
gt;$, a linha é tracejada. Região: como está $y>\dots$, sombreie acima da reta. (Se quiser confirmar: teste $(0,0)$: $0>-0+2$ é falso, então sombreie o lado oposto ao ponto $(0,0)$.) Exemplo 2 — inequação não reduzida (precisa organizar) $ 3x + 2y \le 6 $ Isole o $y$: $ 2y \le -3x + 6 \Rightarrow y \le -\frac{3}{2}x + 3 $ Fronteira: $ y = -\frac{3}{2}x + 3 $ Pontos: $x=0 \Rightarrow y=3 \Rightarrow (0,3)$ $y=0 \Rightarrow 3x=6 \Rightarrow x=2 \Rightarrow (2,0)$ Como é $\le$, reta contínua. Região: $y\le \dots$ $\Rightarrow$ abaixo. Inequações com curvas (2º grau, módulo etc.) A lógica é a mesma: desenhe a curva de fronteira (com igualdade), decida se ela entra (contínua) ou não (tracejada), escolha o lado correto com teste de ponto. Exemplo 1 — parábola $ y \ge x^2 $ Fronteira: $ y = x^2 $ Como é $\ge$, a parábola é contínua. Teste um ponto como $(0,1)$: $ 1 \ge 0^2 \Rightarrow 1 \ge 0 \quad (\text{verdadeiro}) $ Então sombreie a região que contém $(0,1)$: acima da parábola. Exemplo 2 — desigualdade "para baixo" $ y < x^2 - 4 $ Fronteira: $y=x^2-4$ (parábola deslocada para baixo). Como é
lt;$, fronteira tracejada. Região: pontos abaixo da parábola (ou confirme com teste). Sistemas de inequações no plano (interseção de regiões) Quando há várias inequações ao mesmo tempo, a solução é a interseção (a parte comum das regiões). Exemplo — região poligonal simples $ \begin{cases} y \ge 0\\ x \ge 0\\ y \le -x + 4 \end{cases} $ $y\ge 0$: acima do eixo $x$ (inclui o eixo) $x\ge 0$: à direita do eixo $y$ (inclui o eixo) $y\le -x+4$: abaixo da reta (inclui a reta) A região solução é um "triângulo" no 1º quadrante limitado pela reta $y=-x+4$. Erros comuns e como evitar Linha contínua vs. tracejada
gt;$ e
lt;$: tracejada $\ge$ e $\le$: contínua Escolher o lado errado Use o teste de ponto (preferência por $(0,0)$ se não estiver na fronteira). Esquecer de inverter o sinal ao dividir por negativo Se aparecer algo como $-y \le 2$, ao multiplicar por $-1$ vira $y \ge -2$. Reta passando pela origem Se a fronteira passa por $(0,0)$, escolha outro ponto de teste, como $(1,0)$ ou $(0,1)$. Sistema A resposta é sempre a parte comum. Se não houver sobreposição, o conjunto solução é vazio. Vídeo Complementar Segue uma vídeo aula sobre o tema, disponibilizada no Youtube, de um professor que não é vinculado ao Tuco-Tuco, mas que achamos interessante para que você possa complementar seus estudos: <div class="video-container"> <iframe src="https://www.youtube.com/embed/Yuc1hb1BGyg?si=BUrTqweBslyr19wj" title="YouTube video player" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" allowfullscreen></iframe> </div>