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La solución de la desigualdad \( 2x^{2} - 5x - 12 \geq 0 \) es \( x \leq -\frac{3}{2} \) o \( x \geq 4 \).
Solución
Queremos resolver la desigualdad
2x² – 5x – 12 ≥ 0
utilizando el método de diferencia de cuadrados. Existen dos vías: la factorización directa y la transformación al formato de diferencia de cuadrados completando el cuadrado. A continuación se muestran ambos métodos.
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1) FACTORIZACIÓN DIRECTA
Buscamos dos números cuyo producto sea (2 · –12 = –24) y que sumen –5. Notamos que –8 y 3 cumplen:
–8 · 3 = –24 y –8 + 3 = –5.
Separamos el término medio:
2x² – 8x + 3x – 12 = (2x² – 8x) + (3x – 12).
Sacando factor común en cada grupo:
2x(x – 4) + 3(x – 4).
Factoreamos (x – 4):
(2x + 3)(x – 4) ≥ 0.
Los ceros son:
2x + 3 = 0 ⟹ x = –3/2
x – 4 = 0 ⟹ x = 4
Analizando intervalos (o mediante sistema de signos) se concluye que el producto es no negativo para:
x ≤ –3/2 o x ≥ 4.
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2) MÉTODO POR DIFERENCIA DE CUADRADOS
Para expresar la desigualdad en forma de diferencia de cuadrados, procedemos a completar el cuadrado de la expresión 2x² – 5x – 12.
Primero, multiplicamos la desigualdad por 8 (valor positivo, no altera el sentido) para facilitar el proceso:
8(2x² – 5x – 12) = 16x² – 40x – 96 ≥ 0
Concentrémonos en la parte cuadrática:
16x² – 40x = 16(x² – (5/2)x).
Completemos el cuadrado en el paréntesis. Recordamos que:
x² – (5/2)x = (x – 5/4)² – (5/4)² = (x – 5/4)² – 25/16.
Multiplicamos por 16:
16[(x – 5/4)² – 25/16] = 16(x – 5/4)² – 25.
Entonces,
16x² – 40x – 96 = 16(x – 5/4)² – 25 – 96 = 16(x – 5/4)² – 121.
Observa que 16(x – 5/4)² se puede escribir como:
[4(x – 5/4)]² = (4x – 5)².
Por ello, la desigualdad multiplicada se convierte en:
(4x – 5)² – 121 ≥ 0.
Reconociendo 121 como 11², es una diferencia de cuadrados:
(4x – 5)² – 11² ≥ 0
⟺ (4x – 5 – 11)(4x – 5 + 11) ≥ 0
⟺ (4x – 16)(4x + 6) ≥ 0.
Dividiendo por 2 (o bien, revisando los factores) llegamos nuevamente a los ceros:
4x – 16 = 0 ⟹ x = 4
4x + 6 = 0 ⟹ x = –3/2
La desigualdad (al regresar a la original, dividiendo por 8, factor positivo) se traduce en:
|4x – 5| ≥ 11
lo cual implica:
4x – 5 ≥ 11 ó 4x – 5 ≤ –11.
Resolviendo cada caso:
Caso 1: 4x – 5 ≥ 11
4x ≥ 16
x ≥ 4.
Caso 2: 4x – 5 ≤ –11
4x ≤ –6
x ≤ –3/2.
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CONCLUSIÓN
La solución de la desigualdad 2x² – 5x – 12 ≥ 0 es:
x ≤ –3/2 o x ≥ 4.
Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional
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