Se da la desigualdad:
$$\left(- 2^{x} + 4^{x}\right) - 12 \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(- 2^{x} + 4^{x}\right) - 12 = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$\left(- 2^{x} + 4^{x}\right) - 12 = 0$$
o
$$\left(- 2^{x} + 4^{x}\right) - 12 = 0$$
Sustituimos
$$v = 2^{x}$$
obtendremos
$$v^{2} - v - 12 = 0$$
o
$$v^{2} - v - 12 = 0$$
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
$$a = 1$$
$$b = -1$$
$$c = -12$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(-1)^2 - 4 * (1) * (-12) = 49
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
v1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
v2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$v_{1} = 4$$
$$v_{2} = -3$$
hacemos cambio inverso
$$2^{x} = v$$
o
$$x = \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
$$x_{1} = 4$$
$$x_{2} = -3$$
$$x_{1} = 4$$
$$x_{2} = -3$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = -3$$
$$x_{1} = 4$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{2}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$-3 + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{31}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(- 2^{x} + 4^{x}\right) - 12 \geq 0$$
$$-12 + \left(- \frac{1}{2^{\frac{31}{10}}} + \frac{1}{4^{\frac{31}{10}}}\right) \geq 0$$
9/10 4/5
2 2
-12 - ----- + ---- >= 0
16 128
pero
9/10 4/5
2 2
-12 - ----- + ---- < 0
16 128
Entonces
$$x \leq -3$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq -3 \wedge x \leq 4$$
_____
/ \
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x2 x1