Você não precisa da fórmula de Bhaskara
A fórmula de Bhaskara é o resultado de quatro linhas de conta.
Um quadrado perfeito
. Você reconhece: é um quadrado perfeito, . E se um quadrado dá zero, o que está dentro dele é zero — . Sem fórmula, sem delta.
Agora troque só o último número: . Esse não é quadrado perfeito e não fatora de cabeça. Mas o começo é o mesmo. Mande o 1 para o outro lado e some o 4 que falta, dos dois lados:
Duas respostas, e . E repare que o ninguém decorou: ele nasceu da raiz, porque tem duas raízes quadradas. A equação não era um quadrado, e foi escrita como um quadrado mesmo assim. E se desse para fazer isso com todas?
Com qualquer a, b e c
Então vamos fazer. , qualquer uma. O estorvo é o na frente do : divida tudo por ele (e pode, porque com a equação nem seria do segundo grau) e mande o termo sem para o outro lado:
É a situação do exemplo: dois termos que são o começo de um quadrado. Lá faltava a metade de 4, ao quadrado; aqui falta a metade de , ao quadrado. Some isso dos dois lados:
Esse numerador tem nome, e agora dá para ver de onde ele vem: é o que sobra depois de completar o quadrado. É o delta, . Tire a raiz dos dois lados — o aparece pelo mesmo motivo de antes — e isole :
Essa é a fórmula que você decorou. Ela não é uma regra: é o resultado de quatro linhas de conta.
O quadrado era literal
Esse “complete o quadrado” não é figura de linguagem. Bagdá, por volta do ano 820: al-Khwarizmi escreve o livro cujo título carrega a palavra al-jabr, que virou “álgebra”. E lá não tem , não tem sinal de igual, não tem letra nenhuma — nada disso existia ainda. O problema é uma frase: um quadrado e dez raízes são iguais a trinta e nove. Hoje escreveríamos . Ele desenhava.
Um quadrado de lado . O retângulo de por , cortado ao meio e encostado em dois lados dele. Falta um canto, de . Complete o quadrado — literalmente, com a mão, no desenho:
Dividir por dois e elevar ao quadrado, mil e duzentos anos antes da fórmula.
A raiz que não se desenha
Só que essa equação tem duas respostas: e . Confira: , , e . Fecha perfeitamente.
Al-Khwarizmi não erra essa conta: ele simplesmente não a faz. Para ele, é o lado de um quadrado desenhado, e não existe lado . A segunda resposta não é falsa — ela é indesenhável. E isso durou séculos. Bhaskara, no século XII, escreve sobre a segunda raiz de um problema que ela não deve ser tomada, por ser inadequada: as pessoas não aprovam raízes negativas. Ele viu, e descartou. Descartes, cinco séculos depois, ainda chamava as raízes negativas de “falsas”.
A raiz impossível
Mexa no último número mais uma vez: . Mesmo começo, mesmo passo, e sai
Um quadrado que dá negativo. O delta é , e você aprendeu a escrever: não tem solução. No desenho, é a parábola passando inteira acima do eixo — o ponto mais baixo fica em , na altura . Ela não corta.
Em 1545, no Ars Magna, Girolamo Cardano encara um desses de frente: dividir 10 em duas partes cujo produto seja 40. As partes seriam e — e ele as multiplica assim mesmo:
Ele mesmo achou aquilo “tão sutil quanto inútil”. Inútil durou até Rafael Bombelli mostrar, em 1572, que essas raízes eram caminho obrigatório para certas equações do terceiro grau — as que têm três raízes reais, mas cuja fórmula passa por raízes de negativos no meio do caminho. Hoje: delta negativo não é ausência de solução, é solução fora da reta. As raízes de são e , simétricas em torno do vértice, numa direção que o desenho não tinha.
O que a fórmula guarda
Cada pedaço da fórmula é uma informação sobre a parábola:
é o vértice, o centro de simetria. é o quanto as raízes se afastam desse centro. E o é a simetria. Somando as duas raízes, os afastamentos se cancelam: a soma é . Multiplicando, sai — as relações de Viète, de graça.
Então não decore. Divida por , complete o quadrado, tire a raiz. Leva quinze segundos, não tem sinal para errar, e a fórmula você reencontra sozinho toda vez.
Os números do episódio
| O que o vídeo diz | Valor | De onde sai |
|---|---|---|
| x² + 4x + 4 = 0 | x = −2 | (x + 2)² = 0 |
| x² + 4x + 1 = 0 | x = −2 ± √3 | (x + 2)² = 3 |
| x² + 4x + 5 = 0 | x = −2 ± i | (x + 2)² = −1, Δ = −4 |
| x² + 10x = 39 (al-Khwarizmi) | 3 e −13 | 39 + 25 = 64 = 8² |
| dez em duas partes de produto 40 (Cardano) | 5 ± √−15 | 25 − (−15) = 40 |
| vértice de x² + 4x + 5 | (−2; 1) | (−b/2a; −Δ/4a) |
Desafios
Desafio 1 · aquecimento
Complete o quadrado em .
Ver a solução
. A metade de é , e : , ou . Então .
Desafio 2 · aquecimento
Resolva sem a fórmula.
Ver a solução
Divida por 2: . Some 4: . Então : ou .
Desafio 3 · pede uma ideia
Encontre o vértice de completando o quadrado, e as raízes. (É o problema de al-Khwarizmi “um quadrado e vinte e uma unidades são iguais a dez raízes”.)
Ver a solução
. O vértice é e as raízes saem de : ou . Desta vez as duas são positivas, e al-Khwarizmi dá as duas.
Desafio 4 · pede várias
Mostre, a partir da fórmula, que as raízes de somam e multiplicam .
Ver a solução
Com : a soma é . O produto é — uma diferença de quadrados, a mesma do Cardano.
Para ir além
- O terceiro grau também se resolve por fórmula (Tartaglia e Cardano, 1545), e o quarto (Ferrari, publicado no mesmo livro). Para o quinto grau em diante, Abel e Galois mostraram, no século XIX, que não existe fórmula geral com raízes.
- Como a escrita algébrica nasceu — do papiro ao sinal de igual — está em A ideia mais importante da matemática.
- No laboratório, as quatro vistas juntas.
No laboratório
As figuras deste episódio, em tamanho grande e com todos os controles.
Shorts deste episódio
Cortes verticais com a mesma narração — e as provas sem palavras que acompanham o tema.
Delta negativo NÃO é "não tem solução"
Em breve no canal
"Completar o quadrado" era um quadrado DE VERDADE
Resolvi sem Bhaskara — e a fórmula apareceu sozinha
Para assistir depois
A ideia mais importante da matemática
Uma herança dividida entre três irmãos e um lote de 8 alqueires. A conta é fácil; a escrita dela levou três mil anos.
Isso não é matemática
8 ÷ 2(2 + 2). Metade da internet responde 1, a outra metade responde 16. E as duas leituras são defensáveis.
Em produção
A corda em volta da Terra
Uma corda em volta do equador, levantada um metro. Quanta corda a mais? Não são quilômetros.
Em breve no canal