Inecuaciones y Sistemas de inecuaciones.
6.- Inecuaciones de segundo grado con una incógnita. Resolución gráfica.

 


Las inecuaciones de 2º grado con una incógnita son aquellas que pueden ponerse en la forma ax2 +bx+c < 0 (*), siendo a, b y c números reales y a distinto de cero. 

(*) Puede ser cualquier otra desigualdad: >, £  ó  ³.

Si a<0, multiplicaremos toda la inecuación por (-1) y tendremos una inecuación equivalente en la que ya será a>0. Por ejemplo, la inecuación -3x2 + 2x -1 < 0 es equivalente a 3x2 - 2x +1>0. 

Pues bien, supuesto que hemos procedido de esta manera (en caso de ser necesario), podemos restringir la situación a tres casos distintos, según se detalla a continuación: 

A.-  La expresión ax2+bx+c  se anula para dos valores distintos:

Ejemplo 6.1.- Resuelve la inecuación x2 - 2x -3 < 0.

En esta escena está representada la gráfica de la función auxiliar y=f(x)=x2 - 2x -3, que nos será de gran ayuda.

Es una parábola con las ramas hacia arriba (es así siempre que el coeficiente a sea positivo). Hay dos puntos (de blanco) en los que la expresión anterior vale 0 (son las abscisas de los puntos de corte con el eje OX).

Mueve el punto X a lo largo del eje de abscisas; se irá dibujando el punto correspondiente en la parábola y el valor de su ordenada. Si el valor de la ordenada es positivo se dibuja un segmento verde y si la ordenada es negativa, un segmento rojo; al mover X, va dejando un rastro (rojo o verde) que nos permite decidir cuales son los x que hacen que la expresión y=x2 - 2x -3 sea negativa y cuales hacen que sea positiva. 

 

En nuestro caso, que buscamos las soluciones de la inecuación x2 - 2x -3 < 0 tendremos que quedarnos con la parte roja del eje de abscisas, o sea, con el intervalo abierto (-1,3).

Importante: Si fuese x2 - 2x -3 £ 0 también incluiríamos los valores x=-1 y x=3 (abscisas en blanco) con lo que las soluciones serían las del intervalo cerrado [-1,3]

 

B.-  La expresión ax2+bx+c  se anula para un solo valor:

Ejemplo 6.2.- Resuelve la inecuación  x2 - 4x +4 > 0.

En esta escena está representada la gráfica de la función auxiliar y=f(x)=x2 - 4x +4.

Hay un solo punto (de blanco) en el que la expresión anterior vale 0 (es la abscisas del puntos de corte con el eje OX).

Igual que en la escena anterior, mueve el punto X a lo largo del eje de abscisas; se irá dibujando el punto correspondiente en la parábola y el valor de su ordenada. Si el valor de la ordenada es positivo se dibuja un segmento verde y si la ordenada es negativa, un segmento rojo; al mover X, va dejando un rastro que nos permite decidir cuales son los x que hacen que la expresión y=x2 - 4x +4 sea positiva y cuales hacen que sea negativa 

 

En nuestro caso, el rastro que deja X es todo verde (excepto en x=2, que es blanco) y como buscamos las soluciones de la inecuación x2 - 4x +4 > 0 tendremos que quedarnos con toda la recta excepto el punto x=2, o sea, con R-{2}.

 

C.- La expresión ax2+bx+c  no se anula nunca:

Ejemplo 6.3.- Resuelve la inecuación 0.5x2 + 2x + 3 £ 0.

En esta escena está representada la gráfica de la función auxiliar y=f(x)=0.5x2 +2x +3

Ahora no hay ningún punto (de blanco) en los que la expresión anterior valga 0 (no hay puntos de corte con el eje OX).

Igual que en la escena anterior, mueve el punto X a lo largo del eje de abscisas; se irá dibujando el punto correspondiente en la parábola y el valor de su ordenada. Si el valor de la ordenada es positivo se dibuja un segmento verde y si la ordenada es negativa, un segmento rojo ; al mover X, va dejando un rastro que nos permite decidir cuales son los x que hacen que la expresión y=0.5x2 +2x +3 sea positiva y cuales hacen que sea negativa 

 

En nuestro caso, que buscamos las soluciones de la inecuación 0.5x2+2x+3£ 0 tendremos que quedarnos con la parte roja y blanca del eje de abscisas, o sea, con nada (f).
Ejercicios
 

Ejercicio 6.4.- Utiliza la escena adjunta, donde está representada la gráfica de la función auxiliar y=f(x)=ax2 +bx +c, para resolver las inecuaciones siguientes: (ve anotando en tu cuaderno cada inecuación y las soluciones correspondientes).

a) x2 - 4x -5 > 0

b) -3x2 - 9x < 0

c) x2 - 6x +9 ³ 0

d) 2x2 - 8 > 0

e) -x2 + 6x -9 £ 0

f) x2 - 6x +5 ³ 0

g) (x+1)2 - 6 £ 2x2 - 4

h) (1-3x)(x+3) 0

Nota: Al cambiar el valor de alguno de los coeficientes, pulsa el botón "limpiar" y así evitarás que te quede algún rastro indeseado.


  

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  Juan José García Muñoz. Profesor del I.E.S. Sol de Portocarrero. Almería.
 
Proyecto Descartes. Año 2006