Se da la desigualdad:
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} > 2$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} = 2$$
Resolvemos:
Transportemos el miembro derecho de la ecuación al
miembro izquierdo de la ecuación con el signo negativo.
La ecuación se convierte de
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} = 2$$
en
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} - 2 = 0$$
Abramos la expresión en la ecuación
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} - 2 = 0$$
Obtenemos la ecuación cuadrática
$$x^{2} \log{\left(3 \right)} - 9 \log{\left(3 \right)} - 2 = 0$$
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
$$a = \log{\left(3 \right)}$$
$$b = 0$$
$$c = - 9 \log{\left(3 \right)} - 2$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(0)^2 - 4 * (log(3)) * (-2 - 9*log(3)) = -4*(-2 - 9*log(3))*log(3)
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
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
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}} + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(x^{2} - 9\right) \log{\left(3 \right)} > 2$$
$$\left(-9 + \left(- \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}} - \frac{1}{10}\right)^{2}\right) \log{\left(3 \right)} > 2$$
/ 2\
| / ______________\ |
| | 1 \/ 2 + 9*log(3) | |
|-9 + |- -- - ----------------| |*log(3) > 2
| | 10 ________ | |
\ \ \/ log(3) / /
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x2 x1
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < - \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$
$$x > \frac{\sqrt{2 + 9 \log{\left(3 \right)}}}{\sqrt{\log{\left(3 \right)}}}$$