Se da la desigualdad:
$$\frac{\log{\left(\frac{2 x + 1}{x} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \sqrt{\left(x^{4} - 9 x^{2}\right) + 8} \leq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\frac{\log{\left(\frac{2 x + 1}{x} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \sqrt{\left(x^{4} - 9 x^{2}\right) + 8} = 0$$
Resolvemos:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{3} = - 2 \sqrt{2}$$
$$x_{4} = 2 \sqrt{2}$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{3} = - 2 \sqrt{2}$$
$$x_{4} = 2 \sqrt{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{3} = - 2 \sqrt{2}$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{4} = 2 \sqrt{2}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{3}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{3} - \frac{1}{10}$$
=
$$- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\frac{\log{\left(\frac{2 x + 1}{x} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \sqrt{\left(x^{4} - 9 x^{2}\right) + 8} \leq 0$$
$$\frac{\log{\left(\frac{2 \left(- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}\right) + 1}{- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \sqrt{\left(- 9 \left(- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}\right)^{2} + \left(- 2 \sqrt{2} - \frac{1}{10}\right)^{4}\right) + 8} \leq 0$$
_____________________________________________ / 4 ___ \
/ 4 2 | - - 4*\/ 2 |
/ / 1 ___\ / 1 ___\ | 5 |
/ 8 + |- -- - 2*\/ 2 | - 9*|- -- - 2*\/ 2 | *log|--------------|
\/ \ 10 / \ 10 / | 1 ___| <= 0
|- -- - 2*\/ 2 |
\ 10 /
----------------------------------------------------------------------
log(5)
pero
_____________________________________________ / 4 ___ \
/ 4 2 | - - 4*\/ 2 |
/ / 1 ___\ / 1 ___\ | 5 |
/ 8 + |- -- - 2*\/ 2 | - 9*|- -- - 2*\/ 2 | *log|--------------|
\/ \ 10 / \ 10 / | 1 ___| >= 0
|- -- - 2*\/ 2 |
\ 10 /
----------------------------------------------------------------------
log(5)
Entonces
$$x \leq - 2 \sqrt{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq - 2 \sqrt{2} \wedge x \leq -1$$
_____ _____
/ \ / \
-------•-------•-------•-------•-------
x3 x1 x2 x4
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \geq - 2 \sqrt{2} \wedge x \leq -1$$
$$x \geq 1 \wedge x \leq 2 \sqrt{2}$$