Se da la desigualdad:
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} = 0$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} = 0$$
cambiamos
$$\frac{\left(- x^{2} + 10 x - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)} - \log{\left(5 \right)}}{\log{\left(5 \right)}} = 0$$
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} - 1 = 0$$
Sustituimos
$$w = \log{\left(\sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}$$
Tenemos la ecuación:
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} - 1 = 0$$
Usamos la regla de proporciones:
De a1/b1 = a2/b2 se deduce a1*b2 = a2*b1,
En nuestro caso
a1 = (-24 - x^2 + 10*x)*log(4*sin(pi*x/2)^2)
b1 = log(5)
a2 = 1
b2 = 1
signo obtendremos la ecuación
$$\left(- x^{2} + 10 x - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)} = \log{\left(5 \right)}$$
$$\left(- x^{2} + 10 x - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)} = \log{\left(5 \right)}$$
Abrimos los paréntesis en el miembro izquierdo de la ecuación
-24+x+2+10*xlog4*sin+pi*x/2^2) = log(5)
Abrimos los paréntesis en el miembro derecho de la ecuación
-24+x+2+10*xlog4*sin+pi*x/2^2) = log5
Sumamos los términos semejantes en el miembro izquierdo de la ecuación:
(-24 - x^2 + 10*x)*log(4*sin(pi*x/2)^2) = log5
Transportamos los términos libres (sin w)
del miembro izquierdo al derecho, obtenemos:
$$\left(- x^{2} + 10 x - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)} + 24 = \log{\left(5 \right)} + 24$$
Esta ecuación no tiene soluciones
hacemos cambio inverso
$$\log{\left(\sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)} = w$$
sustituimos w:
$$x_{1} = - \frac{1}{3}$$
$$x_{2} = \frac{1}{3}$$
$$x_{1} = - \frac{1}{3}$$
$$x_{2} = \frac{1}{3}$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = - \frac{1}{3}$$
$$x_{2} = \frac{1}{3}$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{1}{3} + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{13}{30}$$
lo sustituimos en la expresión
$$\frac{\left(\left(- x^{2} + 10 x\right) - 24\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \geq 0$$
$$\frac{\left(-24 + \left(\frac{\left(-13\right) 10}{30} - \left(- \frac{13}{30}\right)^{2}\right)\right) \log{\left(4 \sin^{2}{\left(\frac{\left(- \frac{13}{30}\right) \pi}{2} \right)} \right)}}{\log{\left(5 \right)}} \geq 0$$
/ 2\
| / / ___________ \ / ___________\ / ___________ \ / ___________\\ |
| | | / ___ / ___\| | / ___\ / ___ | | / ___ / ___\| | / ___ || |
| | | / 5 \/ 5 ___ |1 \/ 5 || | ___ |1 \/ 5 | ___ / 5 \/ 5 | | ___ / 5 \/ 5 ___ |1 \/ 5 || | ___ / 5 \/ 5 || |
| | | / - + ----- \/ 3 *|- - -----|| |\/ 2 *|- - -----| \/ 2 * / - + ----- | |\/ 2 * / - + ----- \/ 2 *|- - -----|| | ___ \/ 3 * / - + ----- || |
| | | \/ 8 8 \4 4 /| | \4 4 / \/ 8 8 | | \/ 8 8 \4 4 /| | 1 \/ 5 \/ 8 8 || | >= 0
-25669*log|4*|- |- ---------------- - -----------------|*|----------------- - ----------------------| - |---------------------- + -----------------|*|- - + ----- + ----------------------|| |
\ \ \ 2 2 / \ 2 2 / \ 2 2 / \ 8 8 2 // /
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
900*log(5)
pero
/ 2\
| / / ___________ \ / ___________\ / ___________ \ / ___________\\ |
| | | / ___ / ___\| | / ___\ / ___ | | / ___ / ___\| | / ___ || |
| | | / 5 \/ 5 ___ |1 \/ 5 || | ___ |1 \/ 5 | ___ / 5 \/ 5 | | ___ / 5 \/ 5 ___ |1 \/ 5 || | ___ / 5 \/ 5 || |
| | | / - + ----- \/ 3 *|- - -----|| |\/ 2 *|- - -----| \/ 2 * / - + ----- | |\/ 2 * / - + ----- \/ 2 *|- - -----|| | ___ \/ 3 * / - + ----- || |
| | | \/ 8 8 \4 4 /| | \4 4 / \/ 8 8 | | \/ 8 8 \4 4 /| | 1 \/ 5 \/ 8 8 || | < 0
-25669*log|4*|- |- ---------------- - -----------------|*|----------------- - ----------------------| - |---------------------- + -----------------|*|- - + ----- + ----------------------|| |
\ \ \ 2 2 / \ 2 2 / \ 2 2 / \ 8 8 2 // /
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
900*log(5)
Entonces
$$x \leq - \frac{1}{3}$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq - \frac{1}{3} \wedge x \leq \frac{1}{3}$$
_____
/ \
-------•-------•-------
x1 x2