Se da la desigualdad:
$$1 + \frac{\left(x - 5\right) \left(x + 3\right)}{x} \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$1 + \frac{\left(x - 5\right) \left(x + 3\right)}{x} = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$1 + \frac{\left(x - 5\right) \left(x + 3\right)}{x} = 0$$
cambiamos:
Saquemos el factor común fuera de paréntesis
$$\frac{x^{2} - x - 15}{x} = 0$$
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
$$x^{2} - x - 15 = 0$$
resolvemos las ecuaciones obtenidas:
2.
$$x^{2} - x - 15 = 0$$
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
$$a = 1$$
$$b = -1$$
$$c = -15$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(-1)^2 - 4 * (1) * (-15) = 61
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{61}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
pero
x no es igual a 0
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{61}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{61}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{61}}{2}$$
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
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
lo sustituimos en la expresión
$$1 + \frac{\left(x - 5\right) \left(x + 3\right)}{x} \geq 0$$
$$\frac{\left(-5 + \left(\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{61}}{2}\right)\right) \left(\left(\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{61}}{2}\right) + 3\right)}{\frac{2}{5} - \frac{\sqrt{61}}{2}} + 1 \geq 0$$
/ ____\ / ____\
| 23 \/ 61 | |17 \/ 61 |
|- -- - ------|*|-- - ------|
\ 5 2 / \5 2 /
1 + ----------------------------- >= 0
____
2 \/ 61
- - ------
5 2
pero
/ ____\ / ____\
| 23 \/ 61 | |17 \/ 61 |
|- -- - ------|*|-- - ------|
\ 5 2 / \5 2 /
1 + ----------------------------- < 0
____
2 \/ 61
- - ------
5 2
Entonces
$$x \leq \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{61}}{2} \wedge x \leq \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{61}}{2}$$
_____
/ \
-------•-------•-------
x2 x1