_francesca.ricci
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Determina le soluzioni della seguente disequazione di secondo grado con valore assoluto:

[math] x ( 5 - x) + | 3x^2 + 1/2 x | ≥ 1 + 6x - x^2 [/math]

Svolgimento

Per risolvere questa disequazione, dobbiamo distinguere due casi: quando l'argomento del valore assoluto è maggiore o uguale a zero e quando è minore di zero. Primo, però, svolgiamo i calcoli e lasciamo il valore assoluto al primo membro:

[math] | 3x^2 + 1/2 x | ≥ 1 + 6x - x^2 - x ( 5 - x) [/math]

[math] | 3x^2 + 1/2 x | ≥ 1 + 6x - x^2 - 5x + x^2 [/math]

[math] | 3x^2 + 1/2 x | ≥ 1 + x [/math]

Impostiamo ora i due sistemi:

[math][/math]
left{ \begin{array}{rl}
3x^2 + frac{1}{2} x ≥ 0 &\
3x^2 + frac{1}{2} x ≥ 1 + x &
end{array}\right.
[math][/math]

e

[math][/math]
left{ \begin{array}{rl}
3x^2 + frac{1}{2} x - (3x^2 + frac{1}{2} x) ≥ 1 + x &
end{array}\right.
[math][/math]

Primo sistema

Cominciamo con il primo sistema e risolviamo la prima disequazione:

[math] 3x^2 + 1/2 x ≥ 0 [/math]

[math] 3x^2 + 1/2 x = 0 [/math]

[math] frac(6x^2 + x)(2) = 0 [/math]

[math] 6x^2 + x = 0 [/math]

[math] x (6x + 1) = 0 [/math]

[math] 6x + 1 = 0 \to x = - 1/6[/math]

[math] x = 0 [/math]

Poiché la disequazione è maggiore o uguale a zero, prendiamo come soluzioni gli intervalli esterni alle radice dell'equazione associata:

[math] S : x ≤ - 1/6 ∨ x ≥ 0 [/math]

Passiamo alla seconda disequazione, sempre del primo sistema:

[math] 3x^2 + 1/2 x ≥ 1 + x [/math]

[math] frac(6x^2 + x)(2) ≥ frac(2 + 2x)(2) [/math]

[math] 6x^2 + x ≥ 2 + 2x [/math]

[math] 6x^2 + x - 2 - 2x ≥ 0 [/math]

[math] 6x^2 - x - 2 ≥ 0 [/math]

Passiamo all'equazione associata e prendiamo come soluzioni della disequazione gli intervalli esterni alle radici:

[math] 6x^2 - x - 2 = 0 [/math]

[math] x = frac(- (-1) ± \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot (-2) \cdot 6})(2 \cdot 6) = frac( 1 ± \sqrt(1 + 48))(12) = [/math]

[math] frac(1 ± \sqrt{49})(12) = frac(1 ± 7)(12) \to [/math]

[math] x = frac(1 + 7)(12) = 8/(12) = 2/3 ∨ x = frac(1 - 7)(12) = - 6/(12) = - 1/2 [/math]

Poiché la disequazione è maggiore o uguale a zero, prendiamo come soluzioni gli intervalli esterni alle radice dell'equazione associata:

[math] S : x ≤ - 1/2 ∨ x ≥ 2/3 [/math]

Il primo sistema sarà quindi

[math][/math]
left{ \begin{array}{rl}
x ≤ - frac{1}{6} ∨ x ≥ 0 &\
x ≤ - frac{1}{2} ∨ x ≥ frac{2}{3} &
end{array}\right.
[math][/math]

Determiniamo le sue soluzioni:

[math] S : x ≤ - 1/2 ∨ x ≥ 2/3 [/math]

Secondo sistema

Passiamo ora al secondo sistema:

[math][/math]
left{ \begin{array}{rl}
3x^2 + frac{1}{2} x -3x^2 - frac{1}{2} x ≥ 1 + x &
end{array}\right.
[math][/math]

Risolviamo la prima disequazione, che avevamo scomposto in precedenza; questa volta prendiamo gli intervalli interni alle radici dell'equazione associata:

[math] S : -1/6 ≤ x ≤ 0 [/math]

Risolviamo l'altra:

[math] -3 x^2 - 1/2 x ≥ 1 + x [/math]

[math] frac (-6 x^2 - x)(2) ≥ frac (2 + 2x)(2) [/math]

[math] -6 x^2 - x ≥ 2 + 2x [/math]

[math] -6 x^2 - x - 2 - 2x ≥ 0 [/math]

[math] -6 x^2 - 3 x - 2 ≥ 0 [/math]

[math] 6 x^2 + 3 x + 2 ≤ 0 [/math]

[math] 6 x^2 + 3 x + 2 = 0 [/math]

[math] x = frac(- 3 ± \sqrt{3^2 - 4 \cdot 2 \cdot 6})(2 \cdot 6) = frac(- 3 ± \sqrt(9 - 48))(12) [/math]

Poiché il delta è minore di zero e la disequazione è minore o uguale a zero, essa non sarà verificata da nessuna x appartenente ai reali.

[math][/math]
left{ \begin{array}{rl}
- frac{1}{6} ≤ x ≤ 0&\
∅ &
end{array}\right.
[math][/math]

[math] S : ∅ [/math]

Le soluzioni finali della disequazione sono date dall'unione delle soluzioni dei due sistemi, quindi avremo come soluzione:

[math] S : x ≤ - 1/2 ∨ x ≥ 2/3 [/math]

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