Sr Examen

(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)<=3 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
(x + 1)*(x + 2)*(x + 3)*(x + 4) <= 3
$$\left(x + 1\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right) \left(x + 4\right) \leq 3$$
(((x + 1)*(x + 2))*(x + 3))*(x + 4) <= 3
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$\left(x + 1\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right) \left(x + 4\right) \leq 3$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\left(x + 1\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right) \left(x + 4\right) = 3$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$\left(x + 1\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right) \left(x + 4\right) = 3$$
cambiamos:
Saquemos el factor común fuera de paréntesis
$$\left(x^{2} + 5 x + 3\right) \left(x^{2} + 5 x + 7\right) = 0$$
Ya que la parte derecha de la ecuación es igual a cero, la solución de la ecuación será, si por lo menos uno de los factores en la parte izquierda de la ecuación es igual a cero.
Obtenemos ecuaciones
$$x^{2} + 5 x + 3 = 0$$
$$x^{2} + 5 x + 7 = 0$$
resolvemos las ecuaciones obtenidas:
1.
$$x^{2} + 5 x + 3 = 0$$
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
$$a = 1$$
$$b = 5$$
$$c = 3$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(5)^2 - 4 * (1) * (3) = 13

Como D > 0 la ecuación tiene dos raíces.
x1 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

x2 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$x_{1} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
2.
$$x^{2} + 5 x + 7 = 0$$
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:
$$x_{3} = \frac{\sqrt{D} - b}{2 a}$$
$$x_{4} = \frac{- \sqrt{D} - b}{2 a}$$
donde D = b^2 - 4*a*c es el discriminante.
Como
$$a = 1$$
$$b = 5$$
$$c = 7$$
, entonces
D = b^2 - 4 * a * c = 

(5)^2 - 4 * (1) * (7) = -3

Como D < 0 la ecuación
no tiene raíces reales,
pero hay raíces complejas.
x3 = (-b + sqrt(D)) / (2*a)

x4 = (-b - sqrt(D)) / (2*a)

o
$$x_{3} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$x_{4} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{3} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
$$x_{4} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}$$
Descartamos las soluciones complejas:
$$x_{1} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
Las raíces dadas
$$x_{2} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
$$x_{1} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{2}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{2} - \frac{1}{10}$$
=
$$\left(- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}\right) + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{13}{5} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\left(x + 1\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right) \left(x + 4\right) \leq 3$$
$$\left(\left(- \frac{13}{5} - \frac{\sqrt{13}}{2}\right) + 1\right) \left(\left(- \frac{13}{5} - \frac{\sqrt{13}}{2}\right) + 2\right) \left(\left(- \frac{13}{5} - \frac{\sqrt{13}}{2}\right) + 3\right) \left(\left(- \frac{13}{5} - \frac{\sqrt{13}}{2}\right) + 4\right) \leq 3$$
/        ____\ /        ____\ /      ____\ /      ____\     
|  8   \/ 13 | |  3   \/ 13 | |2   \/ 13 | |7   \/ 13 |     
|- - - ------|*|- - - ------|*|- - ------|*|- - ------| <= 3
\  5     2   / \  5     2   / \5     2   / \5     2   /     
     

pero
/        ____\ /        ____\ /      ____\ /      ____\     
|  8   \/ 13 | |  3   \/ 13 | |2   \/ 13 | |7   \/ 13 |     
|- - - ------|*|- - - ------|*|- - ------|*|- - ------| >= 3
\  5     2   / \  5     2   / \5     2   / \5     2   /     
     

Entonces
$$x \leq - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2} \wedge x \leq - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x2      x1
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
         ____          ____ 
   5   \/ 13     5   \/ 13  
[- - - ------, - - + ------]
   2     2       2     2    
$$x\ in\ \left[- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2}, - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}\right]$$
x in Interval(-5/2 - sqrt(13)/2, -5/2 + sqrt(13)/2)
Respuesta rápida [src]
   /             ____          ____     \
   |       5   \/ 13     5   \/ 13      |
And|x <= - - + ------, - - - ------ <= x|
   \       2     2       2     2        /
$$x \leq - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} \wedge - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{13}}{2} \leq x$$
(x <= -5/2 + sqrt(13)/2)∧(-5/2 - sqrt(13)/2 <= x)
Gráfico
(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)<=3 desigualdades