Se da la desigualdad:
$$1 + \frac{\left(2 x + 3\right) \left(\left(x^{2} - x\right) + 1\right)}{x^{2}} < 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$1 + \frac{\left(2 x + 3\right) \left(\left(x^{2} - x\right) + 1\right)}{x^{2}} = 0$$
Resolvemos:
$$x_{1} = - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}} - \frac{\left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{1}{3} - \frac{\left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{5}{6 \left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right) \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
$$x_{3} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
Descartamos las soluciones complejas:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} < x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{13}{30} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
lo sustituimos en la expresión
$$1 + \frac{\left(2 x + 3\right) \left(\left(x^{2} - x\right) + 1\right)}{x^{2}} < 0$$
$$\frac{\left(1 + \left(- (- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{13}{30} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}) + \left(- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{13}{30} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}\right)^{2}\right)\right) \left(2 \left(- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{13}{30} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}\right) + 3\right)}{\left(- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{13}{30} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}\right)^{2}} + 1 < 0$$
/ 2 \
/ ________________\ | / ________________\ ________________ |
| / _____ | | | / _____ | / _____ |
| / 47 9*\/ 106 | | | / 47 9*\/ 106 | / 47 9*\/ 106 |
| 2*3 / -- + --------- | | | 3 / -- + --------- | 3 / -- + --------- |
|32 5 \/ 2 4 | |43 | 13 5 \/ 2 4 | \/ 2 4 5 |
|-- - ----------------------- - -----------------------|*|-- + |- -- - ----------------------- - ---------------------| + --------------------- + -----------------------|
|15 ________________ 3 | |30 | 30 ________________ 3 | 3 ________________|
| / _____ | | | / _____ | / _____ |
| / 47 9*\/ 106 | | | / 47 9*\/ 106 | / 47 9*\/ 106 |
| 3*3 / -- + --------- | | | 6*3 / -- + --------- | 6*3 / -- + --------- |
\ \/ 2 4 / \ \ \/ 2 4 / \/ 2 4 /
1 + --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- < 0
2
/ ________________\
| / _____ |
| / 47 9*\/ 106 |
| 3 / -- + --------- |
| 13 5 \/ 2 4 |
|- -- - ----------------------- - ---------------------|
| 30 ________________ 3 |
| / _____ |
| / 47 9*\/ 106 |
| 6*3 / -- + --------- |
\ \/ 2 4 /
significa que la solución de la desigualdad será con:
$$x < - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}{3} - \frac{1}{3} - \frac{5}{6 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{106}}{4} + \frac{47}{2}}}$$
_____
\
-------ο-------
x1