Se da la desigualdad:
$$\frac{\left(x + 4\right) \left(5 x - 1\right)}{2} - \frac{\frac{5 x^{2}}{2} - 3}{4} > 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\frac{\left(x + 4\right) \left(5 x - 1\right)}{2} - \frac{\frac{5 x^{2}}{2} - 3}{4} = 0$$
Resolvemos:
Abramos la expresión en la ecuación
$$\frac{\left(x + 4\right) \left(5 x - 1\right)}{2} - \frac{\frac{5 x^{2}}{2} - 3}{4} = 0$$
Obtenemos la ecuación cuadrática
$$\frac{15 x^{2}}{8} + \frac{19 x}{2} - \frac{5}{4} = 0$$
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
$$a = \frac{15}{8}$$
$$b = \frac{19}{2}$$
$$c = - \frac{5}{4}$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c =
(19/2)^2 - 4 * (15/8) * (-5/4) = 797/8
Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)
x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)
o
$$x_{1} = - \frac{38}{15} + \frac{\sqrt{1594}}{15}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
$$x_{1} = - \frac{38}{15} + \frac{\sqrt{1594}}{15}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
$$x_{1} = - \frac{38}{15} + \frac{\sqrt{1594}}{15}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
$$x_{1} = - \frac{38}{15} + \frac{\sqrt{1594}}{15}$$
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
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{79}{30}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\frac{\left(x + 4\right) \left(5 x - 1\right)}{2} - \frac{\frac{5 x^{2}}{2} - 3}{4} > 0$$
$$- \frac{-3 + \frac{5 \left(- \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{79}{30}\right)^{2}}{2}}{4} + \frac{\left(\left(- \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{79}{30}\right) + 4\right) \left(5 \left(- \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{79}{30}\right) - 1\right)}{2} > 0$$
2
/ ______\ / ______\ / ______\
| 79 \/ 1594 | | 85 \/ 1594 | |41 \/ 1594 |
5*|- -- - --------| |- -- - --------|*|-- - --------| > 0
3 \ 30 15 / \ 6 3 / \30 15 /
- - -------------------- + ---------------------------------
4 8 2
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x2 x1
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < - \frac{\sqrt{1594}}{15} - \frac{38}{15}$$
$$x > - \frac{38}{15} + \frac{\sqrt{1594}}{15}$$