Se da la desigualdad:
$$\left(\frac{1}{3} - x\right) + \left(1 + \frac{1}{x}\right) \leq 1$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(\frac{1}{3} - x\right) + \left(1 + \frac{1}{x}\right) = 1$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$\left(\frac{1}{3} - x\right) + \left(1 + \frac{1}{x}\right) = 1$$
Multipliquemos las dos partes de la ecuación por los denominadores:
y x
obtendremos:
$$x \left(\left(\frac{1}{3} - x\right) + \left(1 + \frac{1}{x}\right)\right) = x$$
$$- x^{2} + \frac{4 x}{3} + 1 = x$$
Transportemos el miembro derecho de la ecuación al
miembro izquierdo de la ecuación con el signo negativo.
La ecuación se convierte de
$$- x^{2} + \frac{4 x}{3} + 1 = x$$
en
$$- x^{2} + \frac{x}{3} + 1 = 0$$
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
$$a = -1$$
$$b = \frac{1}{3}$$
$$c = 1$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(1/3)^2 - 4 * (-1) * (1) = 37/9
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{2} = \frac{1}{6} + \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{1} = \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{2} = \frac{1}{6} + \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{1} = \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{2} = \frac{1}{6} + \frac{\sqrt{37}}{6}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
$$x_{2} = \frac{1}{6} + \frac{\sqrt{37}}{6}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(\frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$\frac{1}{15} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(\frac{1}{3} - x\right) + \left(1 + \frac{1}{x}\right) \leq 1$$
$$\left(\frac{1}{\frac{1}{15} - \frac{\sqrt{37}}{6}} + 1\right) + \left(\frac{1}{3} - \left(\frac{1}{15} - \frac{\sqrt{37}}{6}\right)\right) \leq 1$$
____
19 1 \/ 37
-- + ----------- + ------
15 ____ 6 <= 1
1 \/ 37
-- - ------
15 6
pero
____
19 1 \/ 37
-- + ----------- + ------
15 ____ 6 >= 1
1 \/ 37
-- - ------
15 6
Entonces
$$x \leq \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq \frac{1}{6} - \frac{\sqrt{37}}{6} \wedge x \leq \frac{1}{6} + \frac{\sqrt{37}}{6}$$
_____
/ \
-------•-------•-------
x1 x2