Se da la desigualdad:
$$- \log{\left(\frac{\left(x + 2\right)^{3}}{\left(x - 2\right)^{3}} \right)} + \log{\left(x^{2} - 4 \right)} > 2$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$- \log{\left(\frac{\left(x + 2\right)^{3}}{\left(x - 2\right)^{3}} \right)} + \log{\left(x^{2} - 4 \right)} = 2$$
Resolvemos:
$$x_{1} = - \frac{e}{2} + 2 - \frac{i \sqrt{16 - e} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{e}{2} + 2 + \frac{i \sqrt{16 - e} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$
$$x_{3} = \frac{e}{2} + 2 + \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$
$$x_{4} = - \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2$$
Descartamos las soluciones complejas:
$$x_{1} = \frac{e}{2} + 2 + \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2$$
$$x_{1} = \frac{e}{2} + 2 + \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$
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
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + \frac{19}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$- \log{\left(\frac{\left(x + 2\right)^{3}}{\left(x - 2\right)^{3}} \right)} + \log{\left(x^{2} - 4 \right)} > 2$$
$$- \log{\left(\frac{\left(\left(- \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + \frac{19}{10}\right) + 2\right)^{3}}{\left(-2 + \left(- \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + \frac{19}{10}\right)\right)^{3}} \right)} + \log{\left(-4 + \left(- \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + \frac{19}{10}\right)^{2} \right)} > 2$$
/ 3 \
| / ________ 1/2\ |
| |39 E \/ 16 + E *e | | / 2\
|-|-- + - - ---------------| | | / ________ 1/2\ |
| \10 2 2 / | | |19 E \/ 16 + E *e | |
- log|-----------------------------| + log|4 - |-- + - - ---------------| | > 2
| 3| \ \10 2 2 / /
|/ ________ 1/2\ |
|| 1 E \/ 16 + E *e | |
||- -- + - - ---------------| |
\\ 10 2 2 / /
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x < - \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2$$
_____ _____
\ /
-------ο-------ο-------
x2 x1
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x < - \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{e}{2} + 2$$
$$x > \frac{e}{2} + 2 + \frac{\sqrt{e + 16} e^{\frac{1}{2}}}{2}$$