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1 UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICAS Profesor: JESÚS MENDOZA NAVARRO GUÍA 24: INECUACIONES CUADRÁTICAS Las inecuaciones cuadráticas o de segundo grado se resuelven de varias maneras. El método más sencillo es el llamado método del CEMENTERIO. La solución no es un número real, sino un subconjunto, llamado intervalo o una unión de dos intervalos. Resolver una inecuación consiste en hallar los valores de x que satisfacen dicha inecuación. El método consiste en lo siguiente: 1. Se factoriza la ecuación. 2. Se iguala a cero cada factor, para hallar los puntos críticos. 3. Se ubican los puntos críticos en la recta real. 4. Se hallan los signos (positivo o negativo) de cada factor en cada subintervalo. 5. Se realizan las operaciones pertinentes. Si la desigualdad contiene un > o un ≥ se buscan dónde están los signos +. Si la desigualdad contiene un < o un ≤ se buscan dónde están los signos −. EJEMPLO 1. Resolver la siguiente desigualdad 𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 − 𝟖 > 𝟎 SOLUCIÓN. Se factoriza el trinomio: 𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 − 𝟖 > 𝟎 → (𝒙 − 𝟒)(𝒙 + 𝟐) > 𝟎. Se buscan los puntos críticos: 𝒙 − 𝟒 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟒, 𝒚 𝒙 + 𝟐 = 𝟎 → 𝒙 = −𝟐. Se llevan a la recta real, como muestra la siguiente gráfica. En cada intervalo (−∞, −𝟐), (−𝟐, 𝟒) 𝒚 (𝟒, ∞), se toman valores de prueba para verificar los signos. Por ejemplo, en el primer intervalo, tomamos x = -3, y vemos que los dos factores son negativos. Se multiplican estos dos signos negativos, y por eso aparece + en la última fila. Y así, para cada intervalo. 2 Como la desigualdad original contiene >, se buscan los intervalos donde aparezcan los signos positivos y, además, serán intervalos abiertos: 𝑺 = (−∞, −𝟐) ∪ (𝟒, +∞) EJEMPLO 2. Resolver la siguiente inecuación. 𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟓 ≤ 𝟎 SOLUCIÓN. Se factoriza el trinomio: 𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟓 ≤ 𝟎 → (𝒙 − 𝟓)(𝒙 − 𝟏) ≤ 𝟎. Se buscan los puntos críticos: 𝒙 − 𝟓 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟓, 𝒚 𝒙 − 𝟏 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟏. Se llevan a la recta real, como muestra la siguiente gráfica. En cada intervalo (−∞, 𝟏), (𝟏, 𝟓) 𝒚 (𝟓, ∞), se toman valores de prueba para verificar los signos. Por ejemplo, en el primer intervalo, tomamos x = 0, y vemos que los dos factores son negativos. Se multiplican estos dos signos negativos, y por eso aparece + en la última fila. Y así, para cada intervalo. Como la desigualdad original contiene ≤ , se buscan los intervalos donde aparezcan los signos negativos y, además, será un intervalo cerrado: 𝑺 = [𝟏, 𝟓] EJEMPLO 3. Resolver la siguiente inecuación. 𝒙𝟐 − 𝟓𝒙 + 𝟔 𝒙 + 𝟏 ≥ 𝟎 SOLUCIÓN. Se factoriza el numerador de la inecuación: 𝒙𝟐 − 𝟓𝒙 + 𝟔 𝒙 + 𝟏 ≥ 𝟎 → (𝒙 − 𝟑)(𝒙 − 𝟐) 𝒙 + 𝟏 ≥ 𝟎 3 Se buscan los puntos críticos: 𝒙 − 𝟑 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟑, 𝒙 − 𝟐 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟐 𝒚 𝒙 + 𝟏 = 𝟎 → 𝒙 = −𝟏. Se llevan a la recta real, como muestra la siguiente gráfica. En cada intervalo (−∞, −𝟏), (−𝟏, 𝟐), (𝟐, 𝟑) 𝒚 (𝟑, +∞), se toman valores de prueba para verificar los signos. Por ejemplo, en el primer intervalo, tomamos x = -3, y vemos que los tres términos son negativos. Se multiplican estos tres signos negativos, y por eso aparece un menos en la última fila. Y así, para cada intervalo. Como la desigualdad original contiene ≥ , se buscan los intervalos donde aparezcan los signos positivos: 𝑺 = (−𝟏, 𝟐] ∪ [𝟑, +∞) NOTA.- En el -1 no puede ir un intervalo cerrado, porque entonces se incluiría este valor, y el denominador sería cero y la división entre cero no está permitida en matemáticas. EJEMPLO 4. Resolver la siguiente inecuación. 𝒙 + 𝟓 𝒙 − 𝟐 > 𝟑𝒙 − 𝟓 𝟑𝒙 − 𝟏𝟐 SOLUCIÓN. 𝒙 + 𝟓 𝒙 − 𝟐 − 𝟑𝒙 − 𝟓 𝟑𝒙 − 𝟏𝟐 > 𝟎 (𝒙 + 𝟓)(𝟑𝒙 − 𝟏𝟐) − (𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟓) (𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟏𝟐) > 𝟎 𝟑𝒙𝟐 − 𝟏𝟐𝒙 + 𝟏𝟓𝒙 − 𝟔𝟎 − 𝟑𝒙𝟐 + 𝟓𝒙 + 𝟔𝒙 − 𝟏𝟎 (𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟏𝟐) > 𝟎 4 𝟏𝟒𝒙 − 𝟕𝟎 (𝒙 − 𝟐)(𝟑𝒙 − 𝟏𝟐) > 𝟎 Se buscan los puntos críticos: 𝟏𝟒𝒙 − 𝟕𝟎 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟓, 𝒙 − 𝟐 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟐 𝒚 𝟑𝒙 − 𝟏𝟐 = 𝟎 → 𝒙 = 𝟒. Se llevan a la recta real, como muestra la siguiente gráfica. En cada intervalo (−∞, 𝟐), (𝟐, 𝟒), (𝟒, 𝟓) 𝒚 (𝟓, +∞), se toman valores de prueba para verificar los signos. Como la desigualdad original contiene > , se buscan los intervalos donde aparezcan los signos positivos: 𝑺 = (𝟐, 𝟒) ∪ (𝟓, +∞) EJERCICIOS Resolver las siguientes desigualdades. (𝟏) 𝒙𝟐 − 𝟖𝒙 + 𝟏𝟐 > 𝟎 (𝟔) 𝒙𝟐 + 𝟒𝒙 − 𝟑𝟐 < 𝟎 (𝟐) 𝒙𝟐 + 𝟏𝟎𝒙 + 𝟐𝟒 ≥ 𝟎 (𝟕) 𝒙𝟐 − 𝟗𝒙 + 𝟏𝟖 ≤ 𝟎 (𝟑) 𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 − 𝟐𝟒 𝒙 − 𝟏 < 𝟎 (𝟖) 𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟖 𝒙 + 𝟑 ≤ 𝟎 (𝟒) 𝒙𝟐 + 𝟏𝟎𝒙 − 𝟐𝟒 ≤ 𝟎 (𝟗) 𝒙𝟐 + 𝟏𝟐𝒙 + 𝟐𝟎 ≥ 𝟎 (𝟓) 𝒙 + 𝟓 𝒙 − 𝟏 ≥ 𝒙 + 𝟐 𝒙 − 𝟐 (𝟏𝟎) 𝒙 + 𝟏𝟕 𝒙 + 𝟑 < 𝒙 + 𝟓 𝒙 − 𝟐
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