Se da la desigualdad:
$$-4 + \frac{\left(x - 6\right) \left(x - 4\right)}{x^{2}} < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$-4 + \frac{\left(x - 6\right) \left(x - 4\right)}{x^{2}} = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$-4 + \frac{\left(x - 6\right) \left(x - 4\right)}{x^{2}} = 0$$
cambiamos:
Saquemos el factor común fuera de paréntesis
$$- \frac{3 x^{2} + 10 x - 24}{x^{2}} = 0$$
denominador
$$x$$
entonces
x no es igual a 0
Ya que la parte derecha de la ecuación es igual a cero, la solución de la ecuación será, si por lo menos uno de los factores en la parte izquierda de la ecuación es igual a cero.
Obtenemos ecuaciones
$$- 3 x^{2} - 10 x + 24 = 0$$
resolvemos las ecuaciones obtenidas:
1.
$$- 3 x^{2} - 10 x + 24 = 0$$
Es la ecuación de la forma
a*x^2 + b*x + c = 0
La ecuación cuadrática puede ser resuelta
con la ayuda del discriminante.
Las raíces de la ecuación cuadrática:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$x_{2} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = -3$$
$$b = -10$$
$$c = 24$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(-10)^2 - 4 * (-3) * (24) = 388
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{97}}{3}$$
pero
x no es igual a 0
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{97}}{3}$$
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{97}}{3}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{97}}{3}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{53}{30}$$
lo sustituimos en la expresión
$$-4 + \frac{\left(x - 6\right) \left(x - 4\right)}{x^{2}} < 0$$
$$-4 + \frac{\left(-6 + \left(- \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{53}{30}\right)\right) \left(\left(- \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{53}{30}\right) - 4\right)}{\left(- \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{53}{30}\right)^{2}} < 0$$
/ ____\ / ____\
| 233 \/ 97 | | 173 \/ 97 |
|- --- - ------|*|- --- - ------|
\ 30 3 / \ 30 3 /
-4 + ---------------------------------
2 < 0
/ ____\
| 53 \/ 97 |
|- -- - ------|
\ 30 3 /
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x1 x2
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < - \frac{\sqrt{97}}{3} - \frac{5}{3}$$
$$x > - \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{97}}{3}$$