Inequações

Comparando valores e descrevendo intervalos

Aprenda a resolver desigualdades, representar conjuntos na reta real e analisar sinais com segurança.

O que é uma inequação?

É uma sentença matemática aberta que compara duas expressões por meio de uma desigualdade. Resolver significa encontrar todos os valores da incógnita que tornam a comparação verdadeira.

2x + 3 > 9

Diferentemente de uma equação, uma inequação geralmente possui um intervalo inteiro de soluções, e não apenas valores isolados.

Para 2x + 3 > 9:

2x > 6

x > 3

S = {x ∈ ℝ | x > 3} = (3, +∞).

Símbolos e leitura

x > 4: x é maior que 4.

x < 4: x é menor que 4.

x ≥ 4: x é maior ou igual a 4.

x ≤ 4: x é menor ou igual a 4.

x ≠ 4: x é diferente de 4.

Os símbolos > e < formam desigualdades estritas: o extremo não pertence à solução. Os símbolos ≥ e ≤ incluem a igualdade.

Teste de valores

Em x > 4, o valor 5 satisfaz a inequação, mas 4 não. Em x ≥ 4, ambos 4 e 5 satisfazem.

Intervalos e representação na reta real

Parênteses indicam extremo excluído; colchetes indicam extremo incluído. O infinito nunca é incluído e sempre aparece com parêntese.

x > 3: (3, +∞).

x ≥ 3: [3, +∞).

x < 2: (-∞, 2).

-1 < x ≤ 4: (-1, 4].

x ≠ 4: (-∞, 4) ∪ (4, +∞).

x > 3
x ≥ 3
x < 2
-1 < x ≤ 4
x ≠ 4

O círculo vazio exclui o extremo; o preenchido inclui. Em x ≠ 4, marcamos os dois lados da reta e mantemos 4 excluído.

Transformações equivalentes

Somar ou subtrair o mesmo valor nos dois membros preserva a desigualdade. Multiplicar ou dividir por número positivo também preserva; por número negativo, exige inverter o sentido.

x - 5 ≤ 2

Somando 5 aos dois membros: x ≤ 7.

S = (-∞, 7].

Alerta: expressão de sinal desconhecido

Em (x - 1)/(x + 2) > 0, não multiplique diretamente por x + 2. Se x + 2 > 0, o sentido seria preservado; se x + 2 < 0, seria invertido; em x = -2, a expressão nem existe.

Inequações racionais exigem estudo de sinais ou separação rigorosa de casos.

Inequações do 1º grau

Organize os termos com x em um membro e os números no outro, como em uma equação do 1º grau, observando a regra do sinal.

2x - 5 ≤ 9

2x ≤ 14

x ≤ 7

S = (-∞, 7].

2(x - 1) < 3x + 4

2x - 2 < 3x + 4

-6 < x, isto é, x > -6.

S = (-6, +∞).

Solução universal e solução vazia

Após simplificar, a incógnita pode desaparecer. A desigualdade numérica resultante decide o conjunto solução.

Verdadeira para todo real

2x + 1 < 2x + 5

Subtraindo 2x: 1 < 5.

A afirmação é sempre verdadeira; qualquer real serve. S = ℝ.

Inequação impossível

3x + 7 > 3x + 10

Subtraindo 3x: 7 > 10.

A afirmação é falsa; nenhum real serve. S = ∅.

Quando x desaparece, não conclua x = 0: uma verdade numérica indica S = ℝ, e uma falsidade indica S = ∅.

Quando e por que o sinal se inverte?

Ao multiplicar ou dividir ambos os membros por um número negativo, devemos inverter o sentido da desigualdade.

Se a < b, então -a > -b

-3x + 6 > 0

-3x > -6

Dividindo por -3, invertemos > para <.

x < 2. S = (-∞, 2).

Na reta real, multiplicar por -1 reflete os números em torno de zero. Por exemplo, 2 < 5, mas -2 > -5.

Inequações com frações e decimais

Frações com denominadores numéricos

(2x - 1)/3 ≥ (x + 2)/2

O MMC é 6. Como 6 é positivo, multiplicamos todos os termos sem inverter o sinal.

2(2x - 1) ≥ 3(x + 2) → 4x - 2 ≥ 3x + 6.

x ≥ 8. S = [8, +∞).

Decimais

0,4x - 1,2 < 2

Multiplicando todos os termos por 10, número positivo: 4x - 12 < 20.

4x < 32, então x < 8. S = (-∞, 8).

Inequações compostas e sistemas

Em uma desigualdade dupla, aplique a mesma operação aos três membros.

-1 < 2x + 3 ≤ 9

Subtraindo 3: -4 < 2x ≤ 6.

Dividindo por 2: -2 < x ≤ 3. S = (-2, 3].

Divisão por número negativo

-6 < -2x ≤ 4

Dividindo os três membros por -2, invertemos os dois sinais: 3 > x ≥ -2.

Organizando em ordem crescente: -2 ≤ x < 3.

S = [-2, 3).

Em sistemas, “e” significa interseção; “ou” significa união.

x > 1 e x ≤ 4: (1, 4].

x < -2 ou x ≥ 3: (-∞, -2) ∪ [3, +∞).

Inequações quadráticas

Encontre as raízes da expressão, analise o sinal da parábola ou dos fatores e escolha os intervalos pedidos.

Duas raízes reais

x² - 5x + 6 ≤ 0

(x - 2)(x - 3) ≤ 0.

O coeficiente principal é positivo; a expressão é não positiva entre as raízes. S = [2, 3].

Raiz dupla

(x - 2)² > 0

O quadrado é positivo para todo real, exceto onde zera.

S = (-∞, 2) ∪ (2, +∞).

Sem raízes reais

x² + 1 > 0

Como x² ≥ 0, temos x² + 1 > 0 para todo real.

S = ℝ.

Estudo de sinais de produtos e quocientes

Os pontos críticos dividem a reta em intervalos. Basta testar um valor de cada intervalo, pois o sinal permanece constante até atravessarmos outro ponto crítico.

(x - 2)(x + 1) > 0

Raízes: -1 e 2. O produto é positivo fora do intervalo entre elas.

S = (-∞, -1) ∪ (2, +∞).

Intervalox - 2x + 1Produto
x < -1+
-1 < x < 2+
x > 2+++

Zeros são incluídos apenas quando a desigualdade permite igualdade. Zeros de denominadores nunca são incluídos.

Multiplicação cruzada não é automática

(x + 1)/(x - 2) > 3

Não multiplique diretamente por x - 2, cujo sinal é desconhecido. Leve tudo para um membro:

[(x + 1) - 3(x - 2)]/(x - 2) > 0 → (7 - 2x)/(x - 2) > 0.

Pontos críticos: 2 e 7/2. Os sinais são −, +, − nos três intervalos.

x = 2 é proibido e 7/2 é excluído por ser desigualdade estrita. S = (2, 7/2).

Multiplicidade das raízes

Ao atravessar uma raiz de multiplicidade ímpar, o sinal muda. Em (x - 1)(x + 2), ambas as raízes são simples.

Em (x - 2)²(x + 1) ≥ 0, x = -1 tem multiplicidade ímpar e muda o sinal; x = 2 tem multiplicidade par e não muda. A expressão é negativa em (-∞, -1), positiva em (-1, 2), zera em 2 e continua positiva depois. Como a igualdade é permitida, S = [-1, +∞).

Restrição preservada após cancelamento

(x² - 1)/(x - 1) > 0, com domínio x ≠ 1.

[(x - 1)(x + 1)]/(x - 1) > 0.

Para x ≠ 1, simplificamos para x + 1 > 0, então x > -1.

Preservando x ≠ 1: S = (-1, 1) ∪ (1, +∞).

Cancelar um fator não devolve o valor proibido ao domínio.

Método geral

  1. Determine o domínio.
  2. Organize todos os termos em um membro quando necessário.
  3. Simplifique parênteses, frações e decimais.
  4. Não multiplique por expressão de sinal desconhecido.
  5. Em inequações lineares, isole a incógnita.
  6. Ao multiplicar ou dividir por negativo, inverta o sinal.
  7. Em produtos e quocientes, encontre os pontos críticos.
  8. Registre zeros proibidos do denominador.
  9. Analise o sinal em cada intervalo.
  10. Inclua zeros apenas quando a desigualdade permitir igualdade.
  11. Preserve restrições após cancelamentos.
  12. Faça interseção para “e” e união para “ou”.
  13. Escreva a resposta em conjunto e intervalo.
  14. Teste valores na inequação original.
  15. Interprete o contexto e ajuste para inteiros quando necessário.

Modelagem de problemas

Expressões como “no máximo”, “pelo menos”, “menor que” e “superior a” indicam desigualdades.

no máximo 20: x ≤ 20.

pelo menos 20: x ≥ 20.

mais de 20: x > 20.

menos de 20: x < 20.

Uma corrida custa R$ 7 mais R$ 3 por quilômetro. O orçamento é de, no máximo, R$ 25.

Se x é a distância, 7 + 3x ≤ 25, com x ≥ 0.

3x ≤ 18, então x ≤ 6.

A distância pode variar de 0 a 6 km: S = [0, 6].

Quando a incógnita representa objetos inteiros, a resposta deve ser ajustada ao conjunto dos números inteiros.

Pegadinhas

  • A incógnita pode desaparecer e produzir S = ℝ ou S = ∅; isso não significa x = 0.
  • Nunca multiplique por expressão de sinal desconhecido sem analisar os casos.
  • Não faça multiplicação cruzada sem conhecer o sinal do denominador.
  • Cancelar fator não remove a restrição original.
  • Raiz de multiplicidade par não muda o sinal; raiz ímpar muda.
  • Em desigualdade tripla, a operação atinge os três membros.
  • Ao dividir por negativo, inverta todos os símbolos.
  • MMC positivo e potências positivas de 10 não invertem o sinal.
  • O infinito nunca recebe colchete.
  • Zeros do denominador nunca entram na solução.
  • Desigualdade estrita exclui os zeros da expressão.
  • x ≠ a gera união de dois intervalos.
  • “E” indica interseção; “ou” indica união.
  • Teste um valor de cada intervalo e confira a inequação original.

Questões resolvidas

1. Adição nos dois membros

Resolva x + 3 > 7.

Subtraindo 3: x > 4.

S = (4, +∞). O extremo 4 não é incluído.

2. Divisão por positivo

Resolva 2x - 5 ≤ 9.

2x ≤ 14; dividindo por 2, x ≤ 7.

S = (-∞, 7].

3. Divisão por negativo

Resolva -3x + 6 > 0.

-3x > -6. Dividindo por -3, inverta o sinal.

x < 2. S = (-∞, 2).

4. Incógnita com coeficiente negativo

Resolva 5 - 2x ≥ 11.

-2x ≥ 6. Dividindo por -2, x ≤ -3.

S = (-∞, -3].

5. Parênteses

Resolva 2(x - 1) < 3x + 4.

2x - 2 < 3x + 4 → -6 < x.

x > -6. S = (-6, +∞).

6. Desigualdade dupla

Resolva -1 < 2x + 3 ≤ 9.

-4 < 2x ≤ 6.

-2 < x ≤ 3. S = (-2, 3].

7. Interseção

Resolva x > 1 e x ≤ 4.

Os valores devem satisfazer as duas condições.

S = (1, 4].

8. União

Resolva x < -2 ou x ≥ 3.

Basta satisfazer uma das condições.

S = (-∞, -2) ∪ [3, +∞).

9. Produto positivo

Resolva (x - 2)(x + 1) > 0.

Zeros: -1 e 2. O produto é positivo fora do intervalo entre eles.

S = (-∞, -1) ∪ (2, +∞).

10. Quociente não positivo

Resolva (x - 3)/(x + 2) ≤ 0.

-2 é excluído pelo denominador; 3 é incluído porque zera o numerador.

S = (-2, 3].

11. Problema de orçamento

Resolva 7 + 3x ≤ 25, com x ≥ 0.

3x ≤ 18, então x ≤ 6.

Com a restrição x ≥ 0: S = [0, 6].

12. Quantidade inteira

Uma compra custa R$ 12 fixos mais R$ 5 por item e deve ficar abaixo de R$ 47. Qual o máximo de itens?

12 + 5x < 47 → 5x < 35 → x < 7.

Como x é inteiro não negativo, o máximo é 6 itens.

13. Solução universal

Resolva 2x + 1 < 2x + 5.

Subtraindo 2x: 1 < 5, sempre verdadeira.

S = ℝ. Teste: para x = 0, 1 < 5; para qualquer outro real, os termos 2x se cancelam.

14. Solução vazia

Resolva 3x + 7 > 3x + 10.

Subtraindo 3x: 7 > 10, afirmação falsa.

S = ∅; nenhum valor real verifica a inequação.

15. Frações

Resolva (2x - 1)/3 ≥ (x + 2)/2.

Multiplicando todos os termos pelo MMC positivo 6: 2(2x - 1) ≥ 3(x + 2).

4x - 2 ≥ 3x + 6, então x ≥ 8. S = [8, +∞). O extremo 8 verifica a igualdade.

16. Decimais

Resolva 0,4x - 1,2 < 2.

Multiplicando por 10 positivo: 4x - 12 < 20.

x < 8. S = (-∞, 8). O valor 8 é excluído.

17. Desigualdade tripla

Resolva -6 < -2x ≤ 4.

Dividindo os três membros por -2 e invertendo ambos os sinais: 3 > x ≥ -2.

Em ordem crescente: -2 ≤ x < 3. S = [-2, 3).

18. Inequação racional

Resolva (x + 1)/(x - 2) > 3.

Domínio: x ≠ 2. Reunindo os termos: (7 - 2x)/(x - 2) > 0.

Pontos críticos: 2 e 7/2; sinais −, +, −. S = (2, 7/2).

19. Restrição preservada

Resolva (x² - 1)/(x - 1) > 0.

Domínio: x ≠ 1. Para x ≠ 1, simplifique para x + 1 > 0.

x > -1, preservando x ≠ 1: S = (-1, 1) ∪ (1, +∞).

20. Inequação quadrática

Resolva x² - 5x + 6 ≤ 0.

(x - 2)(x - 3) ≤ 0; pontos críticos 2 e 3.

A expressão é não positiva entre as raízes e a igualdade inclui ambas. S = [2, 3].

Exercícios

Fácil

1. O símbolo “maior ou igual” é:

A) >B) ≥C) ≤D) ≠
Fácil

2. O intervalo que representa x > 3 é:

A) [3, +∞)B) (-∞, 3)C) (3, +∞)D) (-∞, 3]
Fácil

3. O intervalo que representa x ≤ 2 é:

A) (-∞, 2]B) (-∞, 2)C) [2, +∞)D) (2, +∞)
Fácil

4. Resolva x + 5 > 9.

A) x > 14B) x < 4C) x ≥ 4D) x > 4
Fácil

5. Quando devemos inverter o sentido da desigualdade?

A) Ao somar número positivoB) Ao subtrair qualquer númeroC) Ao multiplicar ou dividir por número negativoD) Ao dividir por número positivo
Fácil

6. Em x ≥ -1, o valor -1:

A) é sempre proibidoB) pertence ao conjunto soluçãoC) só pertence se x for inteiroD) deve ser escrito com círculo vazio
Médio

7. Resolva 3x - 6 ≤ 9.

A) x ≤ 5B) x ≥ 5C) x < 1D) x ≥ 1
Médio

8. Resolva -2x + 4 > 10.

A) x > -3B) x < -3C) x > 3D) x < 3
Médio

9. Resolva 5 - 3x ≤ -1.

A) x ≤ -2B) x ≤ 2C) x ≥ 2D) x > 2
Médio

10. Resolva 2(x + 1) < x + 5.

A) x > 7B) x ≤ 3C) x > 3D) x < 3
Médio

11. Resolva -2 ≤ x + 1 < 4.

A) -3 ≤ x < 3B) -1 ≤ x < 5C) -3 < x ≤ 3D) -1 < x ≤ 5
Médio

12. Resolva x > 0 e x ≤ 5.

A) [0, 5]B) (0, 5]C) (0, 5)D) [0, 5)
Difícil

13. Resolva 2x + 1 < 2x + 5.

A) S = ∅B) S = ℝC) S = (1, 5)D) S = (-∞, 2)
Difícil

14. Resolva 3x + 7 > 3x + 10.

A) S = ℝB) S = (3, +∞)C) S = (-∞, 3)D) S = ∅
Difícil

15. Resolva (2x - 1)/3 ≥ (x + 2)/2.

A) S = [8, +∞)B) S = (-∞, 8]C) S = (8, +∞)D) S = [-8, +∞)
Difícil

16. Resolva -6 < -2x ≤ 4.

A) S = (-3, 2]B) S = (-2, 3]C) S = [-2, 3)D) S = [-3, 2)
Difícil

17. Resolva (x² - 1)/(x - 1) > 0.

A) S = (-1, +∞)B) S = (-1, 1) ∪ (1, +∞)C) S = [-1, 1) ∪ (1, +∞)D) S = (-∞, -1)
Difícil

18. Resolva (x + 1)/(x - 2) > 3.

A) S = (-∞, 2)B) S = (7/2, +∞)C) S = [2, 7/2]D) S = (2, 7/2)

Gabarito comentado:

1-B: ≥ significa maior ou igual.

2-C: x > 3 exclui 3 e segue para a direita: (3, +∞).

3-A: x ≤ 2 inclui 2 e todos os menores: (-∞, 2].

4-D: subtraindo 5 dos dois membros, x > 4; o extremo é excluído.

5-C: multiplicar ou dividir por número negativo inverte o sentido.

6-B: ≥ inclui o extremo -1.

7-A: 3x ≤ 15 e x ≤ 5; S = (-∞, 5].

8-B: -2x > 6; dividindo por -2, inverta: x < -3; S = (-∞, -3).

9-C: -3x ≤ -6; dividindo por -3, x ≥ 2; S = [2, +∞).

10-D: 2x + 2 < x + 5, então x < 3; S = (-∞, 3).

11-A: subtraindo 1 dos três membros, -3 ≤ x < 3; S = [-3, 3).

12-B: a interseção de x > 0 e x ≤ 5 é (0, 5].

13-B: subtraindo 2x, surge 1 < 5, sempre verdadeira. S = ℝ.

14-D: subtraindo 3x, surge 7 > 10, sempre falsa. S = ∅.

15-A: multiplicando todos os termos pelo MMC positivo 6, 4x - 2 ≥ 3x + 6 e x ≥ 8. S = [8, +∞).

16-C: dividindo os três membros por -2, invertemos os dois sinais: 3 > x ≥ -2. S = [-2, 3).

17-B: domínio x ≠ 1. A simplificação dá x + 1 > 0, isto é, x > -1, mas 1 permanece proibido. S = (-1, 1) ∪ (1, +∞).

18-D: domínio x ≠ 2. Reunindo os termos, (7 - 2x)/(x - 2) > 0; pontos críticos 2 e 7/2 e sinal positivo apenas entre eles. S = (2, 7/2).

Resumo final

  • Inequações podem ter intervalos, solução universal ou solução vazia.
  • Somar ou subtrair o mesmo valor preserva o sentido.
  • Multiplicar ou dividir por negativo inverte a desigualdade.
  • Não multiplique por expressão de sinal desconhecido.
  • Inequações compostas exigem operações nos três membros.
  • “E” representa interseção e “ou” representa união.
  • Produtos e quocientes exigem estudo de sinais.
  • Raiz de multiplicidade par mantém o sinal.
  • Valores proibidos do domínio permanecem excluídos após simplificações.
  • Inequações quadráticas dependem do sinal entre as raízes.
  • O infinito nunca é incluído.
  • Teste a resposta na inequação original.