Sr Examen

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(4^x-3-2^x)-38(4^x-3-2^x)-80>=0 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
 x        x      / x        x\          
4  - 3 - 2  - 38*\4  - 3 - 2 / - 80 >= 0
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 \geq 0$$
-38*(-2^x + 4^x - 3) - 2^x + 4^x - 3 - 80 >= 0
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 = 0$$
o
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 = 0$$
Sustituimos
$$v = 2^{x}$$
obtendremos
$$- 37 v^{2} + 37 v + 31 = 0$$
o
$$- 37 v^{2} + 37 v + 31 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*v^2 + b*v + c = 0

La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$v_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$v_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = -37$$
$$b = 37$$
$$c = 31$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(37)^2 - 4 * (-37) * (31) = 5957

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$v_{1} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$v_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
hacemos cambio inverso
$$2^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(- 38 \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right) + \left(- 2^{x} + \left(4^{x} - 3\right)\right)\right) - 80 \geq 0$$
$$-80 + \left(\left(\left(-3 + 4^{\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{5957}}{74}}\right) - 2^{\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{5957}}{74}}\right) - 38 \left(\left(-3 + 4^{\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{5957}}{74}}\right) - 2^{\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{5957}}{74}}\right)\right) \geq 0$$
               ______             ______     
         2   \/ 5957        2   \/ 5957      
         - - --------       - - -------- >= 0
         5      74          5      74        
31 - 37*4             + 37*2                 

significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \leq \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
 _____           _____          
      \         /
-------•-------•-------
       x1      x2

Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \leq \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
$$x \geq \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74}$$
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida [src]
        /      ______\
        |1   \/ 5957 |
     log|- + --------|
        \2      74   /
x <= -----------------
           log(2)     
$$x \leq \frac{\log{\left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
x <= log(1/2 + sqrt(5957)/74)/log(2)
Respuesta rápida 2 [src]
         /      ______\ 
         |1   \/ 5957 | 
      log|- + --------| 
         \2      74   / 
(-oo, -----------------]
            log(2)      
$$x\ in\ \left(-\infty, \frac{\log{\left(\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5957}}{74} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right]$$
x in Interval(-oo, log(1/2 + sqrt(5957)/74)/log(2))