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Inequações de Grau Superior: Teoria Completa e Exemplos Resolvidos

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By Pimath, 19 Maio, 2026

As inequações de grau superior são inequações polinomiais em que intervém um polinómio de grau pelo menos \(3\). Resolvê-las significa determinar para que valores da variável o polinómio toma valores positivos, negativos, não negativos ou não positivos.

Ao contrário das inequações lineares ou quadráticas, não existe uma fórmula geral imediata que permita obter a solução num único passo. O problema assenta, pelo contrário, no estudo do sinal de um produto de factores.

Por essa razão, o passo fundamental consiste quase sempre na factorização do polinómio:

\[ \text{factorizar o polinómio} \]

Uma vez obtida a factorização, a inequação reduz-se ao estudo do sinal dos factores individuais e à construção da tabela de sinais.


Índice

  • O que é uma inequação de grau superior
  • Forma geral
  • Princípio fundamental do estudo do sinal
  • Método geral de resolução
  • Multiplicidade das raízes e mudança de sinal
  • Inequações factorizáveis
  • Inequações com raízes múltiplas
  • Inequações com factores quadráticos
  • Inequações de grau ímpar
  • Inequações de grau par
  • Método da tabela de sinais
  • Erros mais comuns
  • Exercícios resolvidos

O que é uma inequação de grau superior

Uma inequação de grau superior é uma inequação da forma:

\[ P(x)>0, \qquad P(x)\geq0, \qquad P(x)<0, \qquad P(x)\leq0 \]

onde \(P(x)\) é um polinómio de grau pelo menos \(3\).

Por exemplo:

\[ x^3-4x>0 \]

ou:

\[ x^4-5x^2+4\leq0 \]

ou ainda:

\[ x^5-2x^4-3x^3\geq0. \]

Em todos estes casos, o problema consiste em determinar em que intervalos da recta real o polinómio assume o sinal pretendido.


Forma geral

Uma inequação polinomial de grau \(n\) pode escrever-se na forma:

\[ a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\dots+a_1x+a_0 \gtrless 0 \]

com:

\[ a_n\neq0. \]

O grau da inequação coincide com o grau do polinómio.

Por exemplo:

\[ x^5-3x^2+1>0 \]

é uma inequação de quinto grau.


Princípio fundamental do estudo do sinal

O princípio fundamental é o seguinte:

o sinal de um produto depende do sinal dos seus factores.

Por conseguinte, para resolver uma inequação polinomial é essencial compreender como varia o sinal dos factores individuais nos diferentes intervalos da recta real.

Por exemplo:

\[ (x-2)(x+1)>0 \]

verifica-se quando:

  • ambos os factores são positivos;
  • ou ambos são negativos.

Por essa razão, a estratégia geral consiste em:

  1. factorizar o polinómio;
  2. estudar o sinal de cada factor;
  3. combinar os sinais obtidos.

Método geral de resolução

O procedimento padrão para resolver uma inequação de grau superior articula-se em cinco passos fundamentais.

1. Transpor tudo para o primeiro membro

A inequação deve ser escrita na forma:

\[ P(x)\gtrless0. \]

2. Factorizar o polinómio

Procura-se factorizar o polinómio:

\[ P(x)=a(x-x_1)(x-x_2)\dots \]

As principais técnicas são:

  • factorização pelo factor comum;
  • produtos notáveis;
  • regra de Ruffini;
  • determinação das raízes;
  • substituições.

3. Determinar os zeros

Determinam-se os valores que anulam cada factor.

4. Construir a tabela de sinais

Os zeros dividem a recta real em intervalos. Em cada intervalo, o sinal do polinómio permanece constante.

5. Seleccionar os intervalos pretendidos

Escolhem-se por fim os intervalos em que o polinómio satisfaz a inequação dada.


Multiplicidade das raízes e mudança de sinal

Um aspecto fundamental no estudo das inequações polinomiais diz respeito à multiplicidade das raízes.

Consideremos:

\[ (x-1)^2. \]

A raiz:

\[ x=1 \]

tem multiplicidade \(2\).

Neste caso, o sinal do polinómio não muda ao atravessar a raiz.

Com efeito:

\[ (x-1)^2\geq0 \]

tanto à esquerda como à direita de \(1\).

Pelo contrário, uma raiz de multiplicidade ímpar provoca uma mudança de sinal.

Por exemplo:

\[ (x-1)^3 \]

muda de sinal ao atravessar:

\[ x=1. \]

Em geral:

  • raiz de multiplicidade par \(\Rightarrow\) o sinal não muda;
  • raiz de multiplicidade ímpar \(\Rightarrow\) o sinal muda.

Inequações factorizáveis

Consideremos a inequação:

\[ x^3-4x>0. \]

Factorização

Factorizando por \(x\):

\[ x(x^2-4)>0. \]

Decompõe-se agora a diferença de quadrados:

\[ x(x-2)(x+2)>0. \]

Estudo do sinal

Os zeros do polinómio são:

\[ -2,\qquad0,\qquad2. \]

Constrói-se a tabela de sinais:

IntervaloSinal
\((-\infty,-2)\)\(-\)
\((-2,0)\)\(+\)
\((0,2)\)\(-\)
\((2,+\infty)\)\(+\)

Como se pretende:

\[ x(x-2)(x+2)>0, \]

obtém-se:

\[ (-2,0)\cup(2,+\infty). \]


Inequações com raízes múltiplas

Consideremos:

\[ (x-1)^2(x+3)\geq0. \]

Os zeros são:

\[ x=1 \]

com multiplicidade \(2\), e:

\[ x=-3 \]

com multiplicidade \(1\).

Ao atravessar \(x=-3\) o sinal muda, ao passo que ao atravessar \(x=1\) o sinal permanece inalterado.

A tabela de sinais é portanto:

IntervaloSinal
\((-\infty,-3)\)\(-\)
\((-3,1)\)\(+\)
\((1,+\infty)\)\(+\)

Como a inequação é:

\[ (x-1)^2(x+3)\geq0, \]

incluem-se também os zeros:

\[ [-3,+\infty). \]


Inequações com factores quadráticos

Nem todos os factores de um polinómio são necessariamente lineares.

Consideremos:

\[ (x^2-4)(x^2+1)>0. \]

O segundo factor:

\[ x^2+1 \]

é sempre positivo para todo o número real:

\[ x^2+1>0 \qquad \forall x\in\mathbb{R}. \]

Por conseguinte, o sinal da inequação depende exclusivamente do factor:

\[ x^2-4. \]

Decompõe-se:

\[ x^2-4=(x-2)(x+2). \]

Obtém-se assim:

\[ (x-2)(x+2)>0, \]

cuja solução é:

\[ (-\infty,-2)\cup(2,+\infty). \]


Inequações de grau ímpar

Os polinómios de grau ímpar com coeficiente principal positivo satisfazem:

\[ P(x)\to-\infty \qquad \text{para} \qquad x\to-\infty \]

e:

\[ P(x)\to+\infty \qquad \text{para} \qquad x\to+\infty. \]

Este comportamento permite frequentemente prever o sinal global do polinómio.

Por exemplo:

\[ x^3-1 \]

é negativo à esquerda da raiz \(x=1\) e positivo à direita.


Inequações de grau par

Os polinómios de grau par com coeficiente principal positivo satisfazem, pelo contrário:

\[ P(x)\to+\infty \]

tanto para:

\[ x\to-\infty \]

como para:

\[ x\to+\infty. \]

Isto explica por que razão a tabela de sinais de tais polinómios tende frequentemente a começar e a terminar com o mesmo sinal.


Método da tabela de sinais

A tabela de sinais é o instrumento central na resolução das inequações polinomiais.

O procedimento consiste em:

  1. ordenar os zeros do polinómio;
  2. dividir a recta real nos intervalos correspondentes;
  3. determinar o sinal dos factores individuais;
  4. multiplicar os sinais obtidos.

É importante recordar que:

  • uma raiz de multiplicidade ímpar provoca inversão de sinal;
  • uma raiz de multiplicidade par não provoca mudança de sinal.

Erros mais comuns

Esquecer de factorizar completamente

Muitos erros resultam de factorizações incompletas do polinómio.

Ignorar a multiplicidade das raízes

Uma raiz dupla não provoca inversão de sinal.

Engano no sinal nos intervalos

Convém sempre verificar o sinal recorrendo a valores de teste.

Incluir erroneamente os zeros

Nas inequações estritas:

\[ >,\qquad< \]

os zeros não pertencem à solução.

Nas inequações:

\[ \geq,\qquad\leq \]

os zeros devem, pelo contrário, ser incluídos.


Exercícios resolvidos

Exemplo 1. Resolver:

\[ x^3-x^2-6x>0. \]

Factorização

Factorizando por \(x\):

\[ x(x^2-x-6)>0. \]

Decompõe-se o trinómio:

\[ x(x-3)(x+2)>0. \]

Estudo do sinal

Os zeros são:

\[ -2,\qquad0,\qquad3. \]

A tabela de sinais fornece:

\[ (-2,0)\cup(3,+\infty). \]


Exemplo 2. Resolver:

\[ x^4-5x^2+4\leq0. \]

Substituição

Fazendo:

\[ y=x^2. \]

Obtém-se:

\[ y^2-5y+4\leq0. \]

Factorizando:

\[ (y-1)(y-4)\leq0. \]

Logo:

\[ 1\leq y\leq4. \]

Resubstituindo:

\[ 1\leq x^2\leq4. \]

Conclui-se:

\[ x\in[-2,-1]\cup[1,2]. \]


As inequações de grau superior resolvem-se através do estudo do sinal dos polinómios.

A ideia fundamental consiste em transformar o polinómio num produto de factores e analisar o comportamento do sinal nos diferentes intervalos da recta real.

Por essa razão, são essenciais:

  • a factorização dos polinómios;
  • o estudo das raízes;
  • a multiplicidade dos zeros;
  • a tabela de sinais.

Uma vez dominadas estas ferramentas, mesmo inequações aparentemente muito complexas podem ser abordadas de forma sistemática, rigorosa e organizada.


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