Se da la desigualdad:
$$3 x^{2} \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right) + \left(x \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} - 3 x^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} \left(x + 1\right)\right) \geq 0$$
Para resolver esta desigualdad primero hay que resolver la ecuación correspondiente:
$$3 x^{2} \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right) + \left(x \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} - 3 x^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} \left(x + 1\right)\right) = 0$$
Resolvemos:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = -2$$
$$x_{3} = -1$$
$$x_{4} = 0$$
$$x_{5} = 1 - \sqrt{2} i$$
$$x_{6} = 1 + \sqrt{2} i$$
Descartamos las soluciones complejas:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = -2$$
$$x_{3} = -1$$
$$x_{4} = 0$$
Las raíces dadas
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = -2$$
$$x_{3} = -1$$
$$x_{4} = 0$$
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
$$x_{0} = x_{1} - \frac{1}{10}$$
=
$$-3 + - \frac{1}{10}$$
=
$$- \frac{31}{10}$$
lo sustituimos en la expresión
$$3 x^{2} \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right) + \left(x \left(x + 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} - 3 x^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(x + 3\right)^{2} \left(x + 1\right)\right) \geq 0$$
$$3 \left(- \frac{31}{10}\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 1\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 2\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 3\right) + \left(- \frac{31 \left(- \frac{31}{10} + 1\right)^{2}}{10} \left(- \frac{31}{10} + 2\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 3\right)^{2} - 3 \left(- \frac{31}{10}\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 2\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 3\right)^{2} \left(- \frac{31}{10} + 1\right)\right) \geq 0$$
-148168251
----------- >= 0
10000000
pero
-148168251
----------- < 0
10000000
Entonces
$$x \leq -3$$
no se cumple
significa que una de las soluciones de nuestra ecuación será con:
$$x \geq -3 \wedge x \leq -2$$
_____ _____
/ \ / \
-------•-------•-------•-------•-------
x1 x2 x3 x4
Recibiremos otras soluciones de la desigualdad pasando al polo siguiente etc.
etc.
Respuesta:
$$x \geq -3 \wedge x \leq -2$$
$$x \geq -1 \wedge x \leq 0$$