Se da la desigualdad:
$$\left(\left(\left(2 + \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 3 \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 1\right) - \left(\frac{1}{2}\right)^{x} < 3$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(\left(\left(2 + \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 3 \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 1\right) - \left(\frac{1}{2}\right)^{x} = 3$$
Resolvemos:
$$x_{1} = 124.486487898351$$
$$x_{2} = 110.486487898351$$
$$x_{3} = 68.4864878983511$$
$$x_{4} = 98.4864878983511$$
$$x_{5} = 102.486487898351$$
$$x_{6} = 64.4864878983511$$
$$x_{7} = 82.4864878983511$$
$$x_{8} = 120.486487898351$$
$$x_{9} = 112.486487898351$$
$$x_{10} = 54.4864878983512$$
$$x_{11} = 86.4864878983511$$
$$x_{12} = 114.486487898351$$
$$x_{13} = 52.4864878983512$$
$$x_{14} = 118.486487898351$$
$$x_{15} = 66.4864878983511$$
$$x_{16} = 128.486487898351$$
$$x_{17} = 90.4864878983511$$
$$x_{18} = 70.4864878983511$$
$$x_{19} = 84.4864878983511$$
$$x_{20} = 62.4864878983512$$
$$x_{21} = 74.4864878983511$$
$$x_{22} = 78.4864878983511$$
$$x_{23} = 130.486487898351$$
$$x_{24} = 60.4864878983512$$
$$x_{25} = 104.486487898351$$
$$x_{26} = 56.4864878983512$$
$$x_{27} = 122.486487898351$$
$$x_{28} = 116.486487898351$$
$$x_{29} = 126.486487898351$$
$$x_{30} = 76.4864878983511$$
$$x_{31} = 46.4864878983512$$
$$x_{32} = 50.4864878983512$$
$$x_{33} = 92.4864878983511$$
$$x_{34} = 80.4864878983511$$
$$x_{35} = 106.486487898351$$
$$x_{36} = 72.4864878983511$$
$$x_{37} = 58.4864878983512$$
$$x_{38} = 88.4864878983511$$
$$x_{39} = 96.4864878983511$$
$$x_{40} = 48.4864878983512$$
$$x_{41} = 42.4864878983512$$
$$x_{42} = 94.4864878983511$$
$$x_{43} = 100.486487898351$$
$$x_{44} = 108.486487898351$$
$$x_{45} = 44.4864878983512$$
$$x_{1} = 124.486487898351$$
$$x_{2} = 110.486487898351$$
$$x_{3} = 68.4864878983511$$
$$x_{4} = 98.4864878983511$$
$$x_{5} = 102.486487898351$$
$$x_{6} = 64.4864878983511$$
$$x_{7} = 82.4864878983511$$
$$x_{8} = 120.486487898351$$
$$x_{9} = 112.486487898351$$
$$x_{10} = 54.4864878983512$$
$$x_{11} = 86.4864878983511$$
$$x_{12} = 114.486487898351$$
$$x_{13} = 52.4864878983512$$
$$x_{14} = 118.486487898351$$
$$x_{15} = 66.4864878983511$$
$$x_{16} = 128.486487898351$$
$$x_{17} = 90.4864878983511$$
$$x_{18} = 70.4864878983511$$
$$x_{19} = 84.4864878983511$$
$$x_{20} = 62.4864878983512$$
$$x_{21} = 74.4864878983511$$
$$x_{22} = 78.4864878983511$$
$$x_{23} = 130.486487898351$$
$$x_{24} = 60.4864878983512$$
$$x_{25} = 104.486487898351$$
$$x_{26} = 56.4864878983512$$
$$x_{27} = 122.486487898351$$
$$x_{28} = 116.486487898351$$
$$x_{29} = 126.486487898351$$
$$x_{30} = 76.4864878983511$$
$$x_{31} = 46.4864878983512$$
$$x_{32} = 50.4864878983512$$
$$x_{33} = 92.4864878983511$$
$$x_{34} = 80.4864878983511$$
$$x_{35} = 106.486487898351$$
$$x_{36} = 72.4864878983511$$
$$x_{37} = 58.4864878983512$$
$$x_{38} = 88.4864878983511$$
$$x_{39} = 96.4864878983511$$
$$x_{40} = 48.4864878983512$$
$$x_{41} = 42.4864878983512$$
$$x_{42} = 94.4864878983511$$
$$x_{43} = 100.486487898351$$
$$x_{44} = 108.486487898351$$
$$x_{45} = 44.4864878983512$$
Las raíces dadas
$$x_{41} = 42.4864878983512$$
$$x_{45} = 44.4864878983512$$
$$x_{31} = 46.4864878983512$$
$$x_{40} = 48.4864878983512$$
$$x_{32} = 50.4864878983512$$
$$x_{13} = 52.4864878983512$$
$$x_{10} = 54.4864878983512$$
$$x_{26} = 56.4864878983512$$
$$x_{37} = 58.4864878983512$$
$$x_{24} = 60.4864878983512$$
$$x_{20} = 62.4864878983512$$
$$x_{6} = 64.4864878983511$$
$$x_{15} = 66.4864878983511$$
$$x_{3} = 68.4864878983511$$
$$x_{18} = 70.4864878983511$$
$$x_{36} = 72.4864878983511$$
$$x_{21} = 74.4864878983511$$
$$x_{30} = 76.4864878983511$$
$$x_{22} = 78.4864878983511$$
$$x_{34} = 80.4864878983511$$
$$x_{7} = 82.4864878983511$$
$$x_{19} = 84.4864878983511$$
$$x_{11} = 86.4864878983511$$
$$x_{38} = 88.4864878983511$$
$$x_{17} = 90.4864878983511$$
$$x_{33} = 92.4864878983511$$
$$x_{42} = 94.4864878983511$$
$$x_{39} = 96.4864878983511$$
$$x_{4} = 98.4864878983511$$
$$x_{43} = 100.486487898351$$
$$x_{5} = 102.486487898351$$
$$x_{25} = 104.486487898351$$
$$x_{35} = 106.486487898351$$
$$x_{44} = 108.486487898351$$
$$x_{2} = 110.486487898351$$
$$x_{9} = 112.486487898351$$
$$x_{12} = 114.486487898351$$
$$x_{28} = 116.486487898351$$
$$x_{14} = 118.486487898351$$
$$x_{8} = 120.486487898351$$
$$x_{27} = 122.486487898351$$
$$x_{1} = 124.486487898351$$
$$x_{29} = 126.486487898351$$
$$x_{16} = 128.486487898351$$
$$x_{23} = 130.486487898351$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{41}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{41} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{1}{10} + 42.4864878983512$$
=
$$42.3864878983511$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(\left(\left(2 + \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 3 \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) + 1\right) - \left(\frac{1}{2}\right)^{x} < 3$$
$$- \frac{1}{2^{42.3864878983511}} + \left(1 + \left(\frac{3}{2^{42.3864878983511}} + \left(\left(\frac{1}{2}\right)^{42.3864878983511} + 2\right)\right)\right) < 3$$
3.00000000000052 < 3
pero
3.00000000000052 > 3
Entonces
$$x < 42.4864878983512$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x > 42.4864878983512 \wedge x < 44.4864878983512$$
_____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____
/ \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ /
-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------ο-------
x41 x45 x31 x40 x32 x13 x10 x26 x37 x24 x20 x6 x15 x3 x18 x36 x21 x30 x22 x34 x7 x19 x11 x38 x17 x33 x42 x39 x4 x43 x5 x25 x35 x44 x2 x9 x12 x28 x14 x8 x27 x1 x29 x16 x23
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x > 42.4864878983512 \wedge x < 44.4864878983512$$
$$x > 46.4864878983512 \wedge x < 48.4864878983512$$
$$x > 50.4864878983512 \wedge x < 52.4864878983512$$
$$x > 54.4864878983512 \wedge x < 56.4864878983512$$
$$x > 58.4864878983512 \wedge x < 60.4864878983512$$
$$x > 62.4864878983512 \wedge x < 64.4864878983511$$
$$x > 66.4864878983511 \wedge x < 68.4864878983511$$
$$x > 70.4864878983511 \wedge x < 72.4864878983511$$
$$x > 74.4864878983511 \wedge x < 76.4864878983511$$
$$x > 78.4864878983511 \wedge x < 80.4864878983511$$
$$x > 82.4864878983511 \wedge x < 84.4864878983511$$
$$x > 86.4864878983511 \wedge x < 88.4864878983511$$
$$x > 90.4864878983511 \wedge x < 92.4864878983511$$
$$x > 94.4864878983511 \wedge x < 96.4864878983511$$
$$x > 98.4864878983511 \wedge x < 100.486487898351$$
$$x > 102.486487898351 \wedge x < 104.486487898351$$
$$x > 106.486487898351 \wedge x < 108.486487898351$$
$$x > 110.486487898351 \wedge x < 112.486487898351$$
$$x > 114.486487898351 \wedge x < 116.486487898351$$
$$x > 118.486487898351 \wedge x < 120.486487898351$$
$$x > 122.486487898351 \wedge x < 124.486487898351$$
$$x > 126.486487898351 \wedge x < 128.486487898351$$
$$x > 130.486487898351$$