Se da la desigualdad:
$$\left(x^{2} + 4 x\right) - 1 < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(x^{2} + 4 x\right) - 1 = 0$$
Resolvemos:
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
$$a = 1$$
$$b = 4$$
$$c = -1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(4)^2 - 4 * (1) * (-1) = 20
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = -2 + \sqrt{5}$$
$$x_{2} = - \sqrt{5} - 2$$
$$x_{1} = -2 + \sqrt{5}$$
$$x_{2} = - \sqrt{5} - 2$$
$$x_{1} = -2 + \sqrt{5}$$
$$x_{2} = - \sqrt{5} - 2$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \sqrt{5} - 2$$
$$x_{1} = -2 + \sqrt{5}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{2}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \sqrt{5} - 2\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \sqrt{5} - \frac{21}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(x^{2} + 4 x\right) - 1 < 0$$
$$-1 + \left(4 \left(- \sqrt{5} - \frac{21}{10}\right) + \left(- \sqrt{5} - \frac{21}{10}\right)^{2}\right) < 0$$
2
47 / 21 ___\ ___
- -- + |- -- - \/ 5 | - 4*\/ 5 < 0
5 \ 10 /
pero
2
47 / 21 ___\ ___
- -- + |- -- - \/ 5 | - 4*\/ 5 > 0
5 \ 10 /
Entonces
$$x < - \sqrt{5} - 2$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x > - \sqrt{5} - 2 \wedge x < -2 + \sqrt{5}$$
_____
/ \
-------ο-------ο-------
x2 x1