Inecuaciones

Una inecuación es una desigualdad ($<$, $\leq$, $>$, $\geq$) entre dos expresiones que contiene una incógnita. Resolverla consiste en hallar todos los valores de la incógnita que la cumplen; la solución suele expresarse como un intervalo o una unión de intervalos.

Propiedades clave

  • Si se suma o resta un mismo número a ambos miembros, la desigualdad se mantiene.
  • Si se multiplican o dividen ambos miembros por un número positivo, la desigualdad se mantiene.
  • Si se multiplican o dividen ambos miembros por un número negativo, la desigualdad cambia de sentido.

Inecuaciones de primer grado

Se resuelven despejando la incógnita, con cuidado de invertir el signo al multiplicar o dividir por un negativo.

$3x - 5 < 7$

Sumamos 5: $3x < 12$. Dividimos entre 3 (positivo, no cambia el sentido): $x < 4$.

Solución: $(-\infty, 4)$.

$-2x + 3 \geq 7$

Restamos 3: $-2x \geq 4$. Dividimos entre $-2$: cambia el sentido, $x \leq -2$.

Solución: $(-\infty, -2]$.

Inecuaciones de segundo grado

Para resolver $ax^2 + bx + c > 0$ (o cualquier otra desigualdad):

1. Se hallan las raíces de $ax^2 + bx + c = 0$. 2. Las raíces dividen la recta real en intervalos; se estudia el signo del polinomio en cada uno. 3. Se eligen los intervalos donde el signo coincide con el pedido.

Recuerda: si $a > 0$, la parábola es cóncava hacia arriba, por lo que el polinomio es positivo fuera del intervalo de las raíces y negativo entre ellas.

$x^2 - 5x + 6 < 0$

Raíces: $x^2 - 5x + 6 = 0 \Rightarrow x = \frac{5 \pm \sqrt{25 - 24}}{2} = \frac{5 \pm 1}{2}$, es decir $x = 2$ y $x = 3$.

Como $a = 1 > 0$, el polinomio es negativo entre las raíces. Solución: $(2, 3)$.

$x^2 - 4 \geq 0$

Raíces: $x^2 - 4 = 0 \Rightarrow x = \pm 2$.

Con $a = 1 > 0$, el polinomio es positivo fuera del intervalo $(-2, 2)$. Solución: $(-\infty, -2] \cup [2, +\infty)$.

Inecuaciones con denominadores

Conviene multiplicar por el mínimo común múltiplo de los denominadores, pero ojo: si el m.c.m. depende de $x$ y puede ser negativo, hay que estudiar casos. Lo más seguro es pasar todo a un miembro, reducir a común denominador y estudiar el signo de la fracción resultante.

Aplicación

Una empresa produce $x$ unidades y sus beneficios son $B(x) = -x^2 + 60x - 500$ €. Queremos saber cuándo hay beneficios ($B(x) > 0$):

$$ -x^2 + 60x - 500 > 0 \Rightarrow x^2 - 60x + 500 < 0 $$

Raíces: $x = \frac{60 \pm \sqrt{3600 - 2000}}{2} = \frac{60 \pm 40}{2}$, es decir $x = 10$ y $x = 50$. La solución es $10 < x < 50$: hay beneficios vendiendo entre 10 y 50 unidades.

Errores comunes

  • Olvidar invertir el sentido de la desigualdad al multiplicar o dividir por un número negativo.
  • Expresar la solución solo con una desigualdad sin usar intervalos.
  • Confundir los extremos abiertos ($<$) con los cerrados ($\leq$).
  • En inecuaciones de segundo grado, olvidar que la solución puede ser una unión de dos intervalos.

1. La solución de $2x + 1 > 5$ es: (1 puntos)

2. Al resolver $-3x < 9$, el resultado es: (1 puntos)

3. ¿Cuántos números enteros cumplen $x^2 - 9 < 0$? (1 puntos)

4. Resuelve la inecuación $x^2 - 6x + 8 \geq 0$. Escribe primero sus raíces y luego elige la solución. (1 puntos)

a ) Raíz menor

b ) Raíz mayor

5. Resuelve $5 - 2x \leq 1$ y escribe el menor número entero que cumple la inecuación. (1 puntos)

6. La solución de la inecuación $x^2 + 1 > 0$ es: (1 puntos)