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2*3^(x+2)+27*3^(-x)<=87

2*3^(x+2)+27*3^(-x)<=87 desigualdades

En la desigualdad la incógnita

Solución

Ha introducido [src]
   x + 2       -x      
2*3      + 27*3   <= 87
$$2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x} \leq 87$$
2*3^(x + 2) + 27*3^(-x) <= 87
Solución detallada
Se da la desigualdad:
$$2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x} \leq 87$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x} = 87$$
Resolvemos:
Tenemos la ecuación:
$$2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x} = 87$$
o
$$\left(2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x}\right) - 87 = 0$$
Sustituimos
$$v = \left(\frac{1}{3}\right)^{x}$$
obtendremos
$$27 v - 87 + \frac{18}{v} = 0$$
o
$$27 v - 87 + \frac{18}{v} = 0$$
hacemos cambio inverso
$$\left(\frac{1}{3}\right)^{x} = v$$
o
$$x = - \frac{\log{\left(v \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = - \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + 2$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = - \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + 2$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = - \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + 2$$
son puntos de cambio del signo de desigualdad en las soluciones.
Primero definámonos con el signo hasta el punto extremo izquierdo:
$$x_{0} \leq x_{1}$$
Consideremos, por ejemplo, el punto
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$-1 + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{11}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$2 \cdot 3^{x + 2} + 27 \cdot 3^{- x} \leq 87$$
$$2 \cdot 3^{- \frac{11}{10} + 2} + 27 \cdot 3^{- \frac{-11}{10}} \leq 87$$
   9/10      10___      
2*3     + 81*\/ 3  <= 87
      

pero
   9/10      10___      
2*3     + 81*\/ 3  >= 87
      

Entonces
$$x \leq -1$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq -1 \wedge x \leq - \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + 2$$
         _____  
        /     \  
-------•-------•-------
       x1      x2
Solución de la desigualdad en el gráfico
Respuesta rápida 2 [src]
     log(9/2) 
[-1, --------]
      log(3)  
$$x\ in\ \left[-1, \frac{\log{\left(\frac{9}{2} \right)}}{\log{\left(3 \right)}}\right]$$
x in Interval(-1, log(9/2)/log(3))
Respuesta rápida [src]
   /              log(9/2)\
And|-1 <= x, x <= --------|
   \               log(3) /
$$-1 \leq x \wedge x \leq \frac{\log{\left(\frac{9}{2} \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
(-1 <= x)∧(x <= log(9/2)/log(3))
Gráfico
2*3^(x+2)+27*3^(-x)<=87 desigualdades