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Conteúdo principal

Fatoração de equações do segundo grau: coeficiente principal = 1

Aprenda a fatorar expressões do segundo grau como o produto de dois binômios lineares. Por exemplo, x²+5x+6=(x+2)(x+3).

Com o que você deve estar familiarizado antes dessa lição

Fatorar um polinômio envolve escrevê-lo como o produto de dois ou mais polinômios. Isso inverte o processo de multiplicar polinômios. Para saber mais, confira nosso artigo anterior sobre como colocar fatores comuns em evidência.

O que você vai aprender nessa lição

Nesta lição, você aprenderá como fatorar um polinômio na forma x2+bx+c como um produto de dois binômios.

Revisão: multiplicação de binômios

Vamos considerar a expressão (x+2)(x+4).
Podemos encontrar o produto aplicando a propriedade distributiva várias vezes.
(x+2)(x+4)=(x+2)(x)+(x+2)(4)=x2+2x+4x+8=x2+6x+8
Então, temos que (x+2)(x+4)=x2+6x+8.
A partir disso, vemos que x+2 e x+4 são fatores de x2+6x+8, mas como podemos encontrar estes fatores se não começamos com eles?

Fatoração de trinômios

Nós podemos reverter o processo de multiplicação de binômios mostrado acima para fatorar um trinômio (que é um polinômio com 3 termos ).
Em outras palavras, se começarmos com o polinômio x2+6x+8, podemos usar a fatoração para escrevê-lo como um produto de dois binômios, (x+2)(x+4).
Vamos dar uma olhada em alguns exemplos para ver como isso é feito.

Exemplo 1: fatoração de x2+5x+6

Para fatorar x2+5x+6, precisamos primeiro encontrar dois números cujo produto seja 6 (a constante) e cuja soma seja 5 (o coeficiente de x).
Esses dois números são 2 e 3, uma vez que 23=6 e 2+3=5.
Podemos então somar cada um destes números a x para formar os dois fatores binomiais: (x+2) e (x+3).
Concluindo, fatoramos o trinômio assim:
x2+5x+6=(x+2)(x+3)
Para verificar a fatoração, basta multiplicar os dois binômios:
(x+2)(x+3)=(x+2)(x)+(x+2)(3)=x2+2x+3x+6=x2+5x+6
O produto de x+2 e x+3 é de fato x2+5x+6. Nossa fatoração está correta!

Teste seu conhecimento

1) Fatore x2+7x+10.
Escolha 1 resposta:

1) Fatore x2+9x+20.

Vamos dar uma olhada em mais alguns exemplos e ver o que podemos aprender com eles.

Exemplo 2: fatoração de x25x+6

Para fatorar x25x+6, vamos primeiro encontrar dois números cujo produto seja 6 e a soma seja 5.
Esses dois números são 2 e 3, uma vez que (2)(3)=6 e (2)+(3)=5
Podemos então somar cada um destes números a x para formar os dois fatores binomiais: (x+(2)) e (x+(3)).
A fatoração é dada abaixo:
x25x+6=(x+(2))(x+(3))=(x2)(x3)
Padrão de fatoração: Observe que os números necessários para fatorar x25x+6 são ambos negativos (2 e 3). Isso ocorre porque seu produto deverá ser positivo (6) e sua soma, negativa (5).
Em geral, quando fatoramos x2+bx+c, se c for positivo e b for negativo, então os dois fatores serão negativos!

Exemplo 3: fatoração de x2x6

Podemos escrever x2x6 como x21x6.
Para fatorar x21x6, vamos primeiro encontrar dois números cujo produto seja 6 e a soma seja 1.
Esses dois números são 2 e 3, uma vez que (2)(3)=6 e 2+(3)=1.
Podemos então somar cada um destes números a x para formar os dois fatores binomiais: (x+2) e (x+(3)).
A fatoração é dada abaixo:
x2x6=(x+2)(x+(3))=(x+2)(x3)
Padrões de fatoração: Observe que para fatorar x2x6, nós precisamos de um número positivo (2) e um número negativo (3). Isso porque o produto deles deve ser negativo (6).
Em geral, ao fatorar x2+bx+c, se c é negativo, então um fator será positivo e um fator será negativo.

Resumo

Em geral, para fatorar um trinômio na forma x2+bx+c, precisamos encontrar os fatores de c cuja soma seja b.
Suponhamos que esses dois números sejam m e n, sendo que c=mn e b=m+n, então x2+bx+c=(x+m)(x+n).

Teste seu conhecimento

3) Fatore x28x9.

4) Fatore x210x+24.

5) Fatore x2+7x30.

Por que isso dá certo?

Para entender por que este método de fatoração funciona, vamos voltar ao exemplo original, no qual fatoramos x2+5x+6 como (x+2)(x+3).
Se voltarmos e multiplicarmos os dois fatores do binômio, podemos ver o efeito que feito que o 2 e o 3 têm na formação do produto x2+5x+6.
(x+2)(x+3)=(x+2)(x)+(x+2)(3)=x2+2x+3x+23=x2+(2+3)x+23
Nós vemos que o coeficiente do termo x é a soma de 2 e 3, e o termo constante é o produto de 2 e 3.

Padrão soma-produto

Vamos repetir o que acabamos de fazer com (x+2)(x+3) para (x+m)(x+n):
(x+m)(x+n)=(x+m)(x)+(x+m)(n)=x2+mx+nx+mn=x2+(m+n)x+mn
Para resumir esse processo, nós pegamos a seguinte equação:
(x+m)(x+n)=x2+(m+n)x+mn
Isso é chamado o padrão de soma-produto.
Isso mostra porque, uma vez que expressamos um trinômio x2+bx+c como x2+(m+n)x+mn (encontrando dois números m e n tais que b=m+n e c=mn), nós podemos fatorar o trinômio como (x+m)(x+n).

Pergunta para reflexão

6) Esse método de fatoração pode ser usado para fatorar 2x2+3x+1?
Escolha 1 resposta:

Quando podemos usar este método para fatorar?

Em geral, o método de soma-produto é aplicável apenas quando podemos realmente escrever um trinômio como (x+m)(x+n) para alguns números m e n inteiros.
Isso significa que o termo principal do trinômio deve ser x2 (e não, por exemplo, 2x2) para que esse método seja considerado. Isso porque o produto de (x+m) e (x+n) sempre será um polinômio com termo principal de x2.
No entanto, nem todos os trinômios com termo principal x2 podem ser fatorados. Por exemplo, x2+2x+2 não pode ser fatorado porque não existem dois inteiros cuja soma seja 2 e cujo produto seja 2.
Em lições futuras iremos aprender outras formas de fatorar mais tipos de polinômios.

Desafios

7*) Fatore x2+5xy+6y2.

8*) Fatore x45x2+6.

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