ITA 2019 Determine os valores reais de a e b para os quais as equações x3 + ax2 + 18 = 0 e x3 + bx + 12 = 0 possuam duas raízes em comum e, a seguir, determine essas raízes.
- Determine os valores reais de a e b para os quais as equações x3 + ax2 + 18 = 0 e x3 + bx + 12 = 0 possuam duas raízes em comum e, a seguir, determine essas raízes.
- Gabarito:Utilizando-se as relações de Girard para a primeira equação, temos:x1 + x2 + x3 = – a (I)x1·x2 + x1·x3 + x2·x3 = 0 (II)x1·x2·x3 = – 18 (III)Aplicando-se as relações de Girard para a segunda equação e considerando-se que existem duas raízes em comum com a primeira equação, temos:x1 + x2 + x4 = 0 (IV)x1·x2 + x1·x4 + x2·x4 = b (V)x1·x2·x4 = –12 (VI)Fazendo-se a razão entre (III) e (VI), obtemos:x1·x2·x3 / x1·x2·x4 = –18/–12x3 / x4 = 3/2x4 = 2x3/3 (VII)Subtraindo (IV) de (I) e substituindo esse valor para x4:(x1 + x2 + x3) – (x1 + x2 + x4) = –a – 0x3 – x4 = –ax3 – 2x3/3 = –ax3 = –3aUma vez que x3 é uma das raízes de x3 + ax2 + 18 = 0:x3 + ax2 + 18 = 0(–3a)3 + a(–3a)2 + 18 = 0–27a3 + 9a3 + 18 =0a3 = 1a = 1A partir desse valor, temos:x3 = –3ax3 = –3·1x3 = –3x4 = 2x3/3x4 = 2·(–3)/3x4 = –2Uma vez que x4 é uma das raízes de x3 + bx + 12 = 0:x3 + bx + 12 = 0(–2)3 + b·(–2) + 12 = 0–8 –2b + 12 = 0b = 2Assim, temos:x3 + ax2 + 18 = 0x3 + x2 + 18 = 0 (VIII)x3 + bx + 12 = 0x3 + 2x + 12 = 0 (IX)Subtraindo-se (IX) de (VIII):x3 + x2 + 18 – (x3 + 2x + 12) = 0x2 – 2x + 6 = 0 (X)Aplicando-se fórmula de Bhaskara a (X):x = (–b ± √Δ) / 2ax = {–(–2) ± √[(– 2)2 – (4 · 1 · 6)] / (2 · 1)}x = (2 ± √–20) / 2x = (2 ± 2i√5) / 2x1 = 1 – i√5 e x2 = 1 + i√5Assim, os valores de a e b são, respectivamente, 1 e –2, e as raízes em comum são x1 = 1 – i√5 e x2 = 1 + i√5.
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