Equações lineares com duas incógnitas
Três ingressos de cinema para adulto e dois infantis somam R$ 170,00. Essa frase vira $3x + 2y = 170$. Repare: são **duas** incógnitas e apenas **uma** equação. Não existe um único resultado, e sim todo um conjunto de pares $(x, y)$ que funcionam. Vamos ver o que isso significa e como lidar com isso.
O que é uma equação linear com duas incógnitas
Com uma única equação desse tipo há infinitas soluções: escolhendo um valor para $x$, sai o valor de $y$ (ou o contrário).
Para verificar uma solução, substitua as duas coordenadas. O par $(4, 11)$ serve, pois $3 \cdot 4 + 2 \cdot 11 = 12 + 22 = 34$ ✓. Já $(3, -1)$ não serve, pois $3 \cdot 3 + 2 \cdot (-1) = 7 \ne 34$.
Verifique se os pares de valores $(1, 2)$, $(3, -1)$ e $(0, 4)$ são soluções da equação linear $3x + 2y = 7$.
Verifique se os pares de valores $(1, 2)$, $(3, -1)$ e $(0, 4)$ são soluções da equação linear $3x + 2y = 7$.
Indique justificadamente quais das seguintes equações são equações lineares com duas incógnitas: a) $x^2 + y = 7$ b) $3x - \frac{y}{4} = 1$ c) $x \cdot y = 12$ d)…
Indique justificadamente quais das seguintes equações são equações lineares com duas incógnitas:
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a) $x^2 + y = 7$
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b) $3x - \frac{y}{4} = 1$
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c) $x \cdot y = 12$
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d) $-x + 6y = 0$
Determine o valor que o coeficiente $c$ deve ter para que o par de valores $(-2, 5)$ seja solução da equação $4x - 3y = c$.
Determine o valor que o coeficiente $c$ deve ter para que o par de valores $(-2, 5)$ seja solução da equação $4x - 3y = c$.
A reta: representação gráfica
Se você marcar no plano cartesiano todos os pares $(x, y)$ que satisfazem $ax + by = c$, obtém uma reta. É daí que vem o nome "linear".
Para desenhar a reta à mão bastam dois pontos. Os mais cômodos costumam ser os cortes com os eixos: faça $x = 0$ e depois $y = 0$.
Também é possível descobrir a equação de uma reta a partir de dois pontos dela. Substitua as coordenadas de cada ponto em $ax + by = c$ e resolva o sistema de equações obtido para $a$, $b$ e $c$ (como há infinitas equações equivalentes, você pode fixar um dos coeficientes).
Há um caso especial: quando um dos coeficientes é zero, a reta fica paralela a um dos eixos. Se $a = 0$, a equação vira $by = c$, ou seja, $y = \dfrac{c}{b}$: o valor de $y$ é fixo e $x$ pode ser qualquer um, então a reta é horizontal, paralela ao eixo das abscissas ($x$). Se $b = 0$, a equação vira $ax = c$, ou seja, $x = \dfrac{c}{a}$: o valor de $x$ é fixo e $y$ pode ser qualquer um, então a reta é vertical, paralela ao eixo das ordenadas ($y$).
Há um caso especial: quando um dos coeficientes é zero, a reta fica paralela a um dos eixos. Se $a = 0$, a equação vira $by = c$, ou seja, $y = \dfrac{c}{b}$: o valor de $y$ é fixo e $x$ pode ser qualquer um, então a reta é horizontal, paralela ao eixo das abscissas ($x$). Se $b = 0$, a equação vira $ax = c$, ou seja, $x = \dfrac{c}{a}$: o valor de $x$ é fixo e $y$ pode ser qualquer um, então a reta é vertical, paralela ao eixo das ordenadas ($y$).
Há um caso especial: quando um dos coeficientes é zero, a reta fica paralela a um dos eixos. Se $a = 0$, a equação vira $by = c$, ou seja, $y = \dfrac{c}{b}$: o valor de $y$ é fixo e $x$ pode ser qualquer um, então a reta é horizontal, paralela ao eixo das abscissas ($x$). Se $b = 0$, a equação vira $ax = c$, ou seja, $x = \dfrac{c}{a}$: o valor de $x$ é fixo e $y$ pode ser qualquer um, então a reta é vertical, paralela ao eixo das ordenadas ($y$).
Há um caso especial: quando um dos coeficientes é zero, a reta fica paralela a um dos eixos. Se $a = 0$, a equação vira $by = c$, ou seja, $y = \dfrac{c}{b}$: o valor de $y$ é fixo e $x$ pode ser qualquer um, então a reta é horizontal, paralela ao eixo das abscissas ($x$). Se $b = 0$, a equação vira $ax = c$, ou seja, $x = \dfrac{c}{a}$: o valor de $x$ é fixo e $y$ pode ser qualquer um, então a reta é vertical, paralela ao eixo das ordenadas ($y$).
Dada a equação $7x + 3y = 21$, determine o valor de $y$ quando $x = 0$, e o valor de $x$ quando $y = 0$.
Dada a equação $7x + 3y = 21$, determine o valor de $y$ quando $x = 0$, e o valor de $x$ quando $y = 0$.
Encontre uma equação linear da forma $ax + by = c$ que tenha como soluções os pares de valores $(2, 3)$ e $(4, -1)$.
Encontre uma equação linear da forma $ax + by = c$ que tenha como soluções os pares de valores $(2, 3)$ e $(4, -1)$.
Calcule a área do triângulo formado pela representação gráfica da equação $8x + 5y = 40$ ao interceptar os eixos coordenados $X$ e $Y$.
Calcule a área do triângulo formado pela representação gráfica da equação $8x + 5y = 40$ ao interceptar os eixos coordenados $X$ e $Y$.
Observe a reta representada no plano cartesiano a seguir. Determine a equação linear com duas incógnitas que corresponde a essa reta, expressando-a na forma…
Observe a reta representada no plano cartesiano a seguir.
Determine a equação linear com duas incógnitas que corresponde a essa reta, expressando-a na forma $ax + by = c$ com coeficientes inteiros. A partir da equação obtida, encontre o valor de $y$ quando $x = 12$.
Na figura a seguir são mostradas três retas correspondentes a três equações lineares com duas incógnitas da forma $ax + by = c$. Relacione cada reta (A, B e C) com uma…
Na figura a seguir são mostradas três retas correspondentes a três equações lineares com duas incógnitas da forma $ax + by = c$.
Relacione cada reta (A, B e C) com uma das seguintes condições sobre seus coeficientes, justificando matematicamente sua resposta:
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Condição 1: $a > 0$, $b > 0$, $c > 0$
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Condição 2: $a > 0$, $b < 0$, $c = 0$
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Condição 3: $a = 0$, $b > 0$, $c > 0$
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$).…
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$). Para esse valor de $k$, qual é a equação resultante e que particularidade têm todas as suas soluções?
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$).…
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$). Para esse valor de $k$, qual é a equação resultante e que particularidade têm todas as suas soluções?
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$).…
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$). Para esse valor de $k$, qual é a equação resultante e que particularidade têm todas as suas soluções?
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$).…
Dada a equação linear paramétrica $(k-1)x + (k+2)y = 3k$, encontre o valor do parâmetro $k$ para que a reta correspondente seja paralela ao eixo das ordenadas ($Y$). Para esse valor de $k$, qual é a equação resultante e que particularidade têm todas as suas soluções?
Isolar uma incógnita e gerar soluções
Para encontrar soluções com facilidade, isole uma incógnita (em geral $y$) em função da outra.
Note: ao isolar $y$ e escrever $y = mx + n$, o número $m$ que multiplica $x$ é o coeficiente angular (a inclinação) da reta. Em $y = \dfrac{5x - 10}{2} = \dfrac{5}{2}x - 5$, o coeficiente angular é $\dfrac{5}{2}$.
Dada a equação linear com duas incógnitas $5x - 2y = 10$, isole a incógnita $y$ em função de $x$.
Dada a equação linear com duas incógnitas $5x - 2y = 10$, isole a incógnita $y$ em função de $x$.
Encontre três soluções distintas para a equação linear $-2x + 4y = 8$.
Encontre três soluções distintas para a equação linear $-2x + 4y = 8$.
Na equação linear $4x - y = 18$, encontre a solução na qual ambas as incógnitas têm exatamente o mesmo valor (ou seja, $x = y$).
Na equação linear $4x - y = 18$, encontre a solução na qual ambas as incógnitas têm exatamente o mesmo valor (ou seja, $x = y$).
Para representar numa quadrícula a equação linear $3x - 5y = 30$ e encontrar soluções com números inteiros, duas alunas propõem isolar uma incógnita diferente: Método da…
Para representar numa quadrícula a equação linear $3x - 5y = 30$ e encontrar soluções com números inteiros, duas alunas propõem isolar uma incógnita diferente:
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Método da Ana: isolar $x$ em função de $y$, obtendo $x = \frac{30 + 5y}{3}$.
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Método da Beatriz: isolar $y$ em função de $x$, obtendo $y = \frac{3x - 30}{5}$.
- a) Analise os denominadores de ambas as expressões e justifique qual dos dois métodos se revela mais simples e rápido para gerar valores inteiros sem que surjam dízimas, apoiando-se nos critérios de divisibilidade do 3 e do 5.
- b) Utilizando o método que você selecionou como mais eficiente, calcule três pares de soluções com números inteiros (positivos, negativos ou zero) que não sejam os pontos de interseção com os eixos.
- c) A partir da expressão do método da Beatriz, fundamente matematicamente por que razão cada vez que a variável $x$ aumenta $5$ unidades, a variável $y$ deve aumentar obrigatoriamente $3$ unidades para que a igualdade se mantenha.
Equações equivalentes
Quando a equação tem frações, multiplique tudo pelo MMC dos denominadores para eliminá-los. Por exemplo, $\frac{x}{2} + \frac{y}{3} = 1$, multiplicada por $6$, vira $3x + 2y = 6$.
Escreva duas equações que sejam equivalentes a $6x - 9y = 15$, obtendo uma delas ao multiplicar todos os seus termos por um número inteiro e a outra ao dividi-los.
Escreva duas equações que sejam equivalentes a $6x - 9y = 15$, obtendo uma delas ao multiplicar todos os seus termos por um número inteiro e a outra ao dividi-los.
O Mateo quer simplificar a equação linear com duas incógnitas $2x + 4y = 12$ para encontrar pares de soluções com mais facilidade. No caderno dele, faz o seguinte:…
O Mateo quer simplificar a equação linear com duas incógnitas $2x + 4y = 12$ para encontrar pares de soluções com mais facilidade. No caderno dele, faz o seguinte:
«Divido por $2$ para que os números sejam menores: $x + 2y = 12$.
Agora escolho o valor $y = 3$ e substituo: $x + 2 \cdot 3 = 12 \implies x + 6 = 12 \implies x = 6$.
Portanto, o par $(6, 3)$ é uma solução da equação original».
- a) Identifique o erro que o Mateo cometeu ao procurar uma equação equivalente e explique por que o procedimento dele viola a regra da balança.
- b) Verifique, substituindo na equação original $2x + 4y = 12$, se o par $(6, 3)$ obtido pelo Mateo é realmente uma solução válida.
- c) Escreva a equação simplificada correta e encontre um par $(x, y)$ que seja de fato uma solução real.
Dada a equação linear com coeficientes fracionários $\frac{x - 1}{2} + \frac{2y + 3}{5} = 1$, expresse-a em sua forma geral $ax + by = c$ eliminando os denominadores.…
Dada a equação linear com coeficientes fracionários $\frac{x - 1}{2} + \frac{2y + 3}{5} = 1$, expresse-a em sua forma geral $ax + by = c$ eliminando os denominadores. Depois, encontre uma solução na qual $x$ seja um número inteiro negativo.
Duas bombas de água enchem um reservatório. A primeira despeja $x$ litros por minuto e a segunda $y$ litros por minuto. Se abrirmos a primeira durante 12 minutos e a…
Duas bombas de água enchem um reservatório. A primeira despeja $x$ litros por minuto e a segunda $y$ litros por minuto. Se abrirmos a primeira durante 12 minutos e a segunda durante 18 minutos, o reservatório recebe 420 litros. Se abrirmos ambas simultaneamente durante 15 minutos, o reservatório recebe 375 litros. Elabore uma equação linear para cada situação, simplifique-as e determine se representam equações equivalentes.
Montar uma equação a partir de um enunciado
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Decida o que cada incógnita representa e anote.
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Traduza o enunciado por partes: "o dobro de", "a soma de", "custa ao todo"…
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Teste a equação com algum valor simples para ver se faz sentido.
Quando o enunciado pede soluções inteiras e positivas (quantidade de objetos, por exemplo), liste os valores possíveis de uma incógnita e veja quais deixam a outra inteira e positiva.
Voltando ao início: a frase dos ingressos vira $3x + 2y = 170$, uma única equação com infinitos pares possíveis. Só com mais uma informação (outra equação) é possível descobrir os preços exatos; isso é o que vem nos próximos apartados.
Traduza para a linguagem algébrica, por meio de uma equação linear com duas incógnitas, a seguinte afirmação: "O preço de três ingressos de cinema para adulto mais o…
Traduza para a linguagem algébrica, por meio de uma equação linear com duas incógnitas, a seguinte afirmação: "O preço de três ingressos de cinema para adulto mais o preço de dois ingressos infantis soma um total de 34 reais".
No transporte urbano de ônibus de uma cidade brasileira, a passagem simples custa $1,50$ reais e a viagem paga com cartão de múltiplas viagens custa $0,80$ reais. Um…
No transporte urbano de ônibus de uma cidade brasileira, a passagem simples custa $1,50$ reais e a viagem paga com cartão de múltiplas viagens custa $0,80$ reais. Um grupo de amigos gastou no total exatamente $12$ reais combinando ambos os meios de pagamento durante uma tarde.
- a) Escreva a equação linear com duas incógnitas ($x$ = número de passagens simples, $y$ = número de viagens com cartão) que represente a despesa total.
- b) Antes de fazer cálculos exatos, estime mentalmente se é possível que tenham adquirido $10$ passagens simples com esse orçamento e fundamente a sua resposta.
- c) Verifique se o par de valores com $x = 4$ e $y = 7,5$ é solução numérica da equação e explique, fundamentando, por que não pode ser uma solução válida no contexto real deste problema.
Uma prova é composta por perguntas de múltipla escolha que valem 2 pontos cada e problemas dissertativos que valem 5 pontos cada. Formule uma equação linear que…
Uma prova é composta por perguntas de múltipla escolha que valem 2 pontos cada e problemas dissertativos que valem 5 pontos cada. Formule uma equação linear que relacione o número de perguntas de cada tipo para obter uma pontuação máxima de 30 pontos. Encontre uma solução em que o número de perguntas de múltipla escolha seja exatamente o quíntuplo do de problemas.
Uma empresa de aluguel de bicicletas cobra uma taxa fixa pelo seguro mais um valor por cada hora de uso. Se alugar uma bicicleta durante 3 horas custa 14 reais e durante…
Uma empresa de aluguel de bicicletas cobra uma taxa fixa pelo seguro mais um valor por cada hora de uso. Se alugar uma bicicleta durante 3 horas custa 14 reais e durante 5 horas custa 22 reais, elabore uma equação linear que relacione o custo total ($y$) com as horas de uso ($x$). Qual é o valor da taxa fixa?
Num município espanhol aplica-se um desconto na taxa de lixo para premiar a separação de resíduos. Segundo o programa municipal, cada quilograma de embalagens leves…
Num município espanhol aplica-se um desconto na taxa de lixo para premiar a separação de resíduos. Segundo o programa municipal, cada quilograma de embalagens leves recicladas (lixeira amarela, $x$) gera uma economia de $0,30$ reais, e cada quilograma de papel e papelão (lixeira azul, $y$) representa uma economia de $0,20$ reais. Um condomínio de moradores fixou como objetivo alcançar uma economia total exata de $60$ reais em um mês.
- a) Escreva a equação linear com duas incógnitas que descreve a relação entre os quilogramas reciclados de cada resíduo e a economia fixada.
- b) Calcule os dois pontos de interseção com os eixos: quando não se recicla nada de papelão ($y = 0$) e quando não se recicla nada de embalagens ($x = 0$). Explique o significado de cada um desses dois casos no cotidiano do condomínio.
- c) Um porta-voz dos moradores afirma que, entregando $100\text{ kg}$ de embalagens e $150\text{ kg}$ de papelão, conseguirão exatamente o desconto de $60$ reais. Justifique por meio de cálculos se a afirmação é verdadeira ou falsa.
Em uma loja de eletrônicos são vendidos pen drives a 14 reais e cartões SD a 9 reais. Uma escola gastou exatamente 195 reais nesses dispositivos. Escreva a equação…
Em uma loja de eletrônicos são vendidos pen drives a 14 reais e cartões SD a 9 reais. Uma escola gastou exatamente 195 reais nesses dispositivos. Escreva a equação linear correspondente e encontre TODAS as combinações possíveis de pen drives e cartões que eles puderam comprar, sabendo que adquiriram pelo menos um de cada tipo.
Segundo dados do Ministério do Meio Ambiente sobre emissões no transporte urbano, um veículo de passeio a gasolina emite em média $0,12\text{ kg}$ de $\text{CO}2$ por…
Segundo dados do Ministério do Meio Ambiente sobre emissões no transporte urbano, um veículo de passeio a gasolina emite em média $0,12\text{ kg}$ de $\text{CO}_2$ por quilômetro percorrido, enquanto uma van de entrega a diesel emite $0,18\text{ kg}$ de $\text{CO}_2$ por quilômetro. Uma empresa local de entregas quer fixar um limite diário conjunto de exatamente $36\text{ kg}$ de $\text{CO}_2$ entre os quilômetros percorridos pelo seu veículo de passeio ($x$) e os da sua van ($y$).
- a) Escreva a equação linear com duas incógnitas que traduz esta situação ambiental.
- b) Transforme a equação anterior em uma equação equivalente com coeficientes inteiros o menores possível. Explique por que as duas equações têm exatamente os mesmos pares de soluções.
- c) Se durante uma jornada o veículo de passeio tiver percorrido $150\text{ km}$, use a equação equivalente para calcular quantos quilômetros a van pode percorrer para cumprir à risca a cota de emissões fixada.
- d) A empresa avalia uma jornada de trabalho na qual a van percorre sempre o dobro da distância do veículo de passeio ($y = 2x$). Calcule quantos quilômetros cada veículo deverá percorrer para esgotar a cota fixada e justifique se essas distâncias são razoáveis e viáveis para um dia de entregas urbanas de 8 horas.