Una inecuación compara expresiones mediante
y pide todos los valores que hacen cierta esa comparación. La solución
no suele ser un único número, sino un conjunto. Se comprueba
sustituyendo valores del conjunto y valores que deban quedar fuera.
Transformaciones permitidas
Sumar o restar la misma cantidad conserva el sentido. Multiplicar o
dividir por una constante positiva también lo conserva; si la constante
es negativa, se invierte.
Por qué se invierte
Si
,
la diferencia
es positiva. Para
,
el producto
,
lo que equivale a
.
No es una regla de memoria sin justificación.
4.2 Intervalos, recta real y extremos
Escribir el conjunto
solución
Un corchete incluye el extremo; un paréntesis lo excluye. El infinito
siempre lleva paréntesis. La intersección exige cumplir simultáneamente
dos condiciones; la unión permite cumplir cualquiera de ellas.
Condición
Intervalo
o
Extremos, puntos
aislados y conjunto vacío
Un punto aislado se escribe
.
No tiene sentido escribir
para incluir ese punto: ese intervalo es vacío. Las soluciones pueden
ser
,
,
un intervalo, varias partes o un conjunto finito.
4.3 Inecuaciones de primer grado
Reducir y despejar
Elimina paréntesis y reúne términos. Si aparecen denominadores
numéricos positivos, se puede multiplicar por su mínimo común múltiplo
sin invertir la desigualdad. El paso decisivo es el signo del
coeficiente por el que se divide al final.
Cuando desaparece la
incógnita
se reduce a
,
verdadera:
.
queda
,
falsa:
.
No se escribe
ni se divide por cero.
4.4 Sistemas de inecuaciones con una incógnita
Cada condición aporta un
conjunto
Un sistema exige que todas las inecuaciones se cumplan. Se resuelve
cada una, se representa su conjunto y se toma la intersección. No se
mezclan los extremos sin comprobar qué condición es la más
restrictiva.
Intervalo vacío y punto
único
junto con
es imposible.
junto con
solo permite
.
La igualdad de los extremos no significa necesariamente que no haya
solución: depende de si están incluidos.
4.5 Segundo grado: una recta y sustitución en el original
El método que utilizaremos
Para estudiar
:
Reúne todos los términos en un miembro y conserva el polinomio
original completo.
Resuelve
para localizar sus raíces reales y colócalas, ordenadas, en una única
recta.
Elige un número sencillo dentro de cada intervalo y sustitúyelo
en el polinomio original, no en factores a los que se
haya podido omitir un coeficiente.
Escribe el signo obtenido sobre esa misma recta. En cada
intervalo sin raíces el polinomio conserva el signo.
Selecciona los intervalos que cumplen la desigualdad y decide si
se incluyen las raíces.
No multiplicaremos signos de factores en este estudio polinómico. La
factorización puede ayudar a encontrar raíces, pero no se usa como tabla
de signos por factores.
Ejemplo con
coeficiente principal negativo
Intervalo
Valor elegido
Signo
Se selecciona la zona positiva y, como se admite igualdad, las dos
raíces:
.
Raíz doble y ausencia de
raíces
Para
,
la única raíz es
y se prueba a cada lado:
,
.
El signo no alterna. Para
,
no hay raíces reales; basta un valor, por ejemplo
,
para conocer el signo de toda la recta. No se inventan puntos de
corte.
4.6 Polinomios de grado superior: mismo método
Localizar raíces y
conservar la expresión
Se pueden usar factor común, identidades o Ruffini para hallar las
raíces. Se escriben todas las raíces reales distintas en una sola recta
y se elige un punto en cada intervalo. Aunque una raíz sea doble, se
comprueba el signo a ambos lados, sin imponer una alternancia
automática.
Prueba
Signo
La solución es
.
No se han multiplicado signos de factores.
Ejemplo con una raíz
repetida
Para
,
las raíces son
y
.
Probamos en el original
:
.
En
se incluye
y además el punto aislado
,
aunque a ambos lados de
el signo sea positivo.
4.7 Inecuaciones racionales: numerador y denominador separados
Dominio y puntos de
separación
En
,
los ceros del denominador se excluyen siempre. Hallamos los ceros reales
del numerador y del denominador y usamos la misma partición de
intervalos para ambos estudios.
Tabla del numerador: sustituir un valor de cada intervalo en
original y anotar el signo.
Tabla del denominador: usar los mismos intervalos y sustituir en
original.
Combinar signos: iguales dan positivo y distintos, negativo. Aquí
sí se combinan los signos de numerador y denominador, porque el signo de
un cociente es su producto.
Revisar por separado los ceros y las exclusiones. Si un factor se
cancela, el valor excluido de la expresión original sigue
excluido.
Ejemplo completo
Resolver
.
Numerador con ceros
;
denominador con cero
,
excluido. Los puntos ordenados son
.
Tabla del numerador:
Intervalo
Prueba
Signo de
Tabla del denominador:
Intervalo
Prueba
Signo de
Combinación de signos
Intervalo
La solución es
.
Los ceros
son admisibles y se incluyen;
nunca se incluye.
Una constante en el otro
miembro
Para
,
con
,
llevar todo a un miembro produce
.
El estudio sigue separando numerador y denominador. Esta reducción se
explica en inecuaciones; no introduce sumas de fracciones en las
ecuaciones racionales de U3.
4.8 Inecuaciones lineales con dos incógnitas: semiplanos
La frontera es una recta
En
,
la igualdad
delimita dos semiplanos. Se dibuja la recta y se comprueba un punto que
no esté sobre ella, frecuentemente
.
Si cumple la desigualdad, se elige su lado; si no, el opuesto. La
frontera se incluye para
y se dibuja continua. Para
se excluye y se dibuja discontinua.
Fronteras verticales y
horizontales
selecciona el lado derecho de la recta vertical
;
,
el lado inferior de
,
excluyendo la frontera. No siempre se puede o conviene despejar
.
4.9 Sistemas con dos incógnitas: región solución
Intersección de semiplanos
La región solución contiene los puntos que cumplen todas las
restricciones. Se dibuja cada frontera, se identifica su semiplano y se
conserva la zona común. La región puede ser acotada, no acotada o
vacía.
Interpretar en contexto
Si
cuentan objetos, las soluciones son puntos de coordenadas enteras de la
región. El dibujo continuo permite visualizar las restricciones, pero no
convierte medio objeto en una solución del problema. No se incluye
programación lineal con función objetivo ni búsqueda de máximos y
mínimos. Se estudia la región de viabilidad y la pertenencia de
puntos.
4.10 Problemas de presupuestos, capacidad y medidas
Traducir expresiones
habituales
Como máximo se traduce por
;
al menos, por
;
menos de, por
;
más de, por
.
Añade restricciones de signo, integridad o unidades. El mayor valor
entero admisible puede ser diferente del extremo real.
Viabilidad sin optimización
Si se compran
objetos de
euros y
de
,
con presupuesto
y capacidad de ocho objetos, las condiciones son
,
,
enteros. Comprobar una propuesta exige verificar todas las
restricciones.
Uso de la calculadora
Comprobar un polinomio
En la fx-991SP CW abre HOME, Inecuación; en fx-570SP X II, MENU,
Inecuación. Para las inecuaciones polinómicas admitidas por la
aplicación, selecciona grado y tipo de desigualdad e introduce todos los
coeficientes con sus signos. No sustituyas la tabla razonada por la
salida de la máquina. Para
,
introduce
y elige
.
Se espera
.
También puedes usar Tabla o Calcular para verificar los valores
.
Numerador y
denominador en columnas distintas
En una hoja de cálculo, escribe valores de prueba y calcula
y
en columnas separadas. Marca primero los puntos donde
.
No se interpreta un error de división por cero como un extremo que pueda
incluirse.
Explora con GeoGebra
Introduce las desigualdades con sus signos, por ejemplo
x >= 0, y >= 0,
x + y <= 6, x <= 4. Para localizar
vértices se pueden introducir además las rectas frontera y usar
Intersección. Comprueba sus coordenadas en las desigualdades originales.
El color mostrado no sustituye la decisión sobre fronteras estrictas,
valores excluidos o puntos enteros. Las funciones de las calculadoras se
han contrastado documentalmente, sin prueba en hardware; los ejemplos de
GeoGebra son instrucciones y esquemas, no capturas de una sesión
ejecutada.
Resuelve
y comprueba un valor interior y otro exterior.
U04-02
Si
y
,
compara
y
.
Ilustra con
.
U04-03
¿Es válido multiplicar
por
manteniendo siempre el sentido?
4.2 Intervalos, recta real y extremos
U04-04
Expresa
y
en intervalos.
U04-05
Calcula
y
.
U04-06
Escribe el conjunto formado solo por
y explica por qué
no sirve.
4.3 Inecuaciones de primer grado
U04-07
Resuelve
.
U04-08
Resuelve
.
U04-09
Resuelve
.
U04-10
Resuelve
y
.
4.4 Sistemas de inecuaciones con una incógnita
U04-11
Resuelve el sistema
,
.
U04-12
Resuelve
,
.
U04-13
Resuelve
,
.
U04-14
Resuelve
,
.
4.5 Segundo grado: una recta y sustitución en el original
U04-15
Resuelve
usando la recta y valores de prueba en el original.
U04-16
Resuelve
.
U04-17
Resuelve
.
U04-18
Resuelve
y
mediante valores a ambos lados de
.
U04-19
Resuelve
.
4.6 Polinomios de grado superior: mismo método
U04-20
Resuelve
sin multiplicar signos de factores.
U04-21
Resuelve
.
U04-22
Resuelve
,
sabiendo que sus raíces son
y
,
esta última doble.
U04-23
Resuelve
con pruebas en la expresión original.
4.7 Inecuaciones racionales: numerador y denominador separados
U04-24
Resuelve
con estudios separados.
U04-25
Resuelve
.
U04-26
Resuelve
conservando el dominio original.
U04-27
Resuelve
.
U04-28
Resuelve
.
4.8 Inecuaciones lineales con dos incógnitas: semiplanos
U04-29
Describe y representa el semiplano
.
¿Pertenecen
,
y
?
U04-30
Describe
y
,
indicando el tipo de frontera.
U04-31
Para
,
indica qué lado de la frontera debe elegirse.
4.9 Sistemas con dos incógnitas: región solución
U04-32
Halla los vértices de
.
U04-33
En la región anterior, comprueba
,
y
.
U04-34
Describe el sistema
cuando
cuentan objetos. ¿Sirve
?
4.11 Calculadora y GeoGebra: comprobación del estudio
U04-39
Indica los coeficientes y el signo que introducirías para comprobar
.
U04-40
Una pantalla muestra la región
.
¿Basta su color para afirmar que
sirve?
Práctica global
U04-G01
Resuelve
.
U04-G02
Resuelve el sistema
,
.
U04-G03
Resuelve
con valores de prueba en el original.
U04-G04
Resuelve
.
U04-G05
Resuelve
con dos tablas separadas.
U04-G06
Resuelve
.
U04-G07
Comprueba
y
en
.
U04-G08
Una compra tiene
euros de envío y cada libro cuesta
euros. Con
euros, ¿cuántos libros como máximo?
Razonamiento matemático
4.10 Problemas de presupuestos, capacidad y medidas
U04-35
Una actividad cuesta
euros fijos y
por persona. Con
euros, ¿cuántas personas como máximo?
U04-36
Un vehículo admite
kg. Conduce una persona de
kg y cada caja pesa
kg. ¿Cuántas cajas como máximo?
U04-37
Un rectángulo de lados
y
m debe tener área al menos
m.
Halla
.
U04-38
Se compran objetos de
y
euros con presupuesto de
euros y máximo ocho objetos. Plantea el sistema y comprueba
y
.
Formulario visual
Propiedades y conjuntos
Sumar o restar la misma cantidad conserva la desigualdad. Multiplicar
o dividir por una constante positiva conserva el sentido; si es
negativa, lo invierte. Con una expresión de signo desconocido no se
multiplica sin separar los casos pertinentes.
Paréntesis: extremo excluido; corchete: incluido. Infinito siempre
abierto. Sistema: intersección; alternativas: unión. Un punto aislado se
escribe
.
Inecuaciones polinómicas: método acordado
Llevar a
y conservar el polinomio original reducido completo.
Localizar todas sus raíces reales y ordenarlas en una única
recta.
Elegir un punto de cada intervalo y sustituirlo en el original,
con su coeficiente principal.
Anotar el signo sobre la recta, sin multiplicar signos de
factores.
Seleccionar intervalos; incluir las raíces para
,
cuando corresponda.
Las raíces dobles pueden no cambiar el signo: se comprueba. Si no hay
raíces, el signo es constante en toda la recta. Una inecuación no
estricta puede incluir puntos aislados.
Racionales: dos estudios separados
En
,
excluir siempre
.
Unificar los intervalos delimitados por ceros de
y
.
Hacer una tabla para
y otra para
,
sustituyendo en sus expresiones originales. Combinar después: signos
iguales dan positivo, distintos negativo. Aquí sí se multiplican los
signos de numerador y denominador.
Los ceros de
se incluyen solo si la desigualdad admite igualdad y
.
Los ceros de
nunca se incluyen, aunque se pueda cancelar un factor.
Dos incógnitas y contexto
Dibujar recta frontera, probar un punto y elegir semiplano. Frontera
continua para
;
discontinua para
.
En sistemas, intersecar semiplanos y verificar cada vértice o propuesta.
Si las variables cuentan objetos, seleccionar puntos enteros no
negativos. No se incluye optimización mediante programación lineal.
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