Se da la desigualdad:
$$\left(\left(2 x^{2} - x \left(2 \sqrt{7} + 3 \sqrt{5}\right)\right) + 5\right) + \sqrt{35} < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(\left(2 x^{2} - x \left(2 \sqrt{7} + 3 \sqrt{5}\right)\right) + 5\right) + \sqrt{35} = 0$$
Resolvemos:
Abramos la expresión en la ecuación
$$\left(\left(2 x^{2} - x \left(2 \sqrt{7} + 3 \sqrt{5}\right)\right) + 5\right) + \sqrt{35} = 0$$
Obtenemos la ecuación cuadrática
$$2 x^{2} - 3 \sqrt{5} x - 2 \sqrt{7} x + 5 + \sqrt{35} = 0$$
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
$$a = 2$$
$$b = - 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}$$
$$c = 5 + \sqrt{35}$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(-3*sqrt(5) - 2*sqrt(7))^2 - 4 * (2) * (5 + sqrt(35)) = -40 + (-3*sqrt(5) - 2*sqrt(7))^2 - 8*sqrt(35)
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
$$x_{1} = \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4}$$
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
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{1}{10} + \left(- \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}\right)$$
=
$$- \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(\left(2 x^{2} - x \left(2 \sqrt{7} + 3 \sqrt{5}\right)\right) + 5\right) + \sqrt{35} < 0$$
$$\left(\left(- \left(2 \sqrt{7} + 3 \sqrt{5}\right) \left(- \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}\right) + 2 \left(- \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} - \frac{1}{10} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}\right)^{2}\right) + 5\right) + \sqrt{35} < 0$$
2
/ _________________________________________ \ / _________________________________________ \
| / 2 | | / 2 |
| ___ / / ___ ___\ ____ ___| | ___ / / ___ ___\ ____ ___| < 0
____ | 1 \/ 7 \/ -40 + \- 3*\/ 5 - 2*\/ 7 / - 8*\/ 35 3*\/ 5 | / ___ ___\ | 1 \/ 7 \/ -40 + \- 3*\/ 5 - 2*\/ 7 / - 8*\/ 35 3*\/ 5 |
5 + \/ 35 + 2*|- -- + ----- - --------------------------------------------- + -------| - \2*\/ 7 + 3*\/ 5 /*|- -- + ----- - --------------------------------------------- + -------|
\ 10 2 4 4 / \ 10 2 4 4 /
pero
2
/ _________________________________________ \ / _________________________________________ \
| / 2 | | / 2 |
| ___ / / ___ ___\ ____ ___| | ___ / / ___ ___\ ____ ___| > 0
____ | 1 \/ 7 \/ -40 + \- 3*\/ 5 - 2*\/ 7 / - 8*\/ 35 3*\/ 5 | / ___ ___\ | 1 \/ 7 \/ -40 + \- 3*\/ 5 - 2*\/ 7 / - 8*\/ 35 3*\/ 5 |
5 + \/ 35 + 2*|- -- + ----- - --------------------------------------------- + -------| - \2*\/ 7 + 3*\/ 5 /*|- -- + ----- - --------------------------------------------- + -------|
\ 10 2 4 4 / \ 10 2 4 4 /
Entonces
$$x < - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x > - \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4} + \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} \wedge x < \frac{\sqrt{7}}{2} + \frac{3 \sqrt{5}}{4} + \frac{\sqrt{- 8 \sqrt{35} - 40 + \left(- 3 \sqrt{5} - 2 \sqrt{7}\right)^{2}}}{4}$$
_____
/ \
-------ο-------ο-------
x2 x1