Autor Tema: Desigualdades

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30 Junio, 2016, 04:02 pm
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Paqui

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¡Hola!

Sé que el título no es muy descriptivo pero no se me ocurría uno específico para el siguiente ejercicio:

Sea x un número real. Estudia si cada una de las desigualdades \( x^2<x \) y \( x^3<x^2 \) es consecuencia de la otra.

La verdad es que no sé muy bien qué es exactamente lo que tengo que hacer. Pongo lo que he pensado:

- La desigualdad \( x^2<x \) no se cumple para ningún valor de \( x \), tanto si \( x\in{\mathbb{R^-}} \) como si \( x\in{\mathbb{R^+}} \)

- La desigualdad \( x^3<x^2 \) es cierta si \( x\in{\mathbb{R^-}} \) pues \( x^3<0 \) y \( x^2>0 \). Pero si \( x\in{\mathbb{R^+}} \) la desigualdad nunca será cierta.

Entonces, si se multiplica por \( x \) la desigualdad \( x^2<x \) se obtiene \( x^3<x^2 \) pero \( x^2<x \) nunca es cierto. Luego, si se multiplica por el inverso de \( x \) en \( x^3<x^2 \) se obtiene \( x^2<x \) pero \( x^3<x^2 \) solo se cumple cuando \( x\in{\mathbb{R^-}} \).

No estoy muy segura de cuál es la solución porque las desigualdades son consecuencia una de la otra pero una de ellas es falsa y la otra dependiendo de cómo se defina \( x \) es falsa o verdadera. Además, no sé si lo que he hecho es lo que se pide o el ejercicio va por otro lado...

Toda sugerencia es bienvenida :)




30 Junio, 2016, 06:15 pm
Respuesta #1

delmar

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Hola

Solamente para ayudarte, date cuenta que sucede cuando \( 0<x<1 \) ¿que sucede si multiplicas la inecuación por \( x \) y a la inecuación resultante la vuelves a multiplicar?

\( 0<x^2<x \)

Luego :

\( 0<x^3<x^2 \)

Es decir hay circunstancias en que las desigualdades son ciertas, para \( R^+ \)

La idea es entonces considerar a distintos tipos de \( x \) y uno de esos tipos es cuando \( 0<x<1 \)

30 Junio, 2016, 08:28 pm
Respuesta #2

mathtruco

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Hola. Complementando la respuesta de delmar, analicemos la desigualdad

    \( x^2<x \)

Claramente, si \( x\leq 0 \) la desigualdad no es cierta. Pero si \( x>0 \) entonces puedes dividir ambos lados de la desigualdad por \( x \) quedando

    \( x<1 \).

Luego,

    \( 0<x<1\Rightarrow x^2<x\Rightarrow x^3<x^2 \).

30 Junio, 2016, 09:11 pm
Respuesta #3

Paqui

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¡¡Muchísimas gracias por contestar a los dos!!

Es verdad, no había caído en la cuenta de que para \( 0<x<1 \) la desigualdad sí que se cumple. Vale, entonces sería:

- Si \( x\leq{0} \): la desigualdad no se cumple (me queda claro que aunque se cumpla para una debe cumplirse para las dos).
- Si \( 0<x<1 \): la desiguladad sí se cumple y como ha indicado Mathtruco \( 0<x<1\Rightarrow x^2<x\Rightarrow x^3<x^2 \).
- Si \( x\geq{1} \): la desigualdad no se cumple.

Solo en el segundo caso se puede decir entonces que las desigualdades son consecuencia una de la otra, ¿no?

Muchas muchas gracias nuevamente a los dos ;)

01 Julio, 2016, 09:45 am
Respuesta #4

Luis Fuentes

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Hola

¡¡Muchísimas gracias por contestar a los dos!!

Es verdad, no había caído en la cuenta de que para \( 0<x<1 \) la desigualdad sí que se cumple. Vale, entonces sería:

- Si \( x\leq{0} \): la desigualdad no se cumple (me queda claro que aunque se cumpla para una debe cumplirse para las dos).
- Si \( 0<x<1 \): la desiguladad sí se cumple y como ha indicado Mathtruco \( 0<x<1\Rightarrow x^2<x\Rightarrow x^3<x^2 \).
- Si \( x\geq{1} \): la desigualdad no se cumple.

Solo en el segundo caso se puede decir entonces que las desigualdades son consecuencia una de la otra, ¿no?

Muchas muchas gracias nuevamente a los dos ;)

Está bien como razonas; sólo un matiz.

Cuando habla de analizar si "una desigualdad es consuencia de la otra" entiendo a que se refiere si son equivalentes, es decir, si se cumple la una se cumple la otra y viceversa.

Entonces también es cierto que son equivalentes para \( x\geq 1 \), ya que no se cumple ninguna de las dos.

Saludos.

01 Julio, 2016, 10:53 am
Respuesta #5

Paqui

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¡Es verdad! Sí, sí tienes razón: si la hipótesis es falsa, lo que se deduce de ella también y la implicación es verdadera. Entonces: \( x^2<x \) (falso si \( x\geq{1} \)) \( \Rightarrow{x^3<x^2} \) (falso si \( x\geq{1} \)); conclusión: la implicación es verdadera. ¿Ocurriría lo mismo para \( x=0 \), no?

¡Muchisísimas gracias por el apunte! :)

01 Julio, 2016, 10:57 am
Respuesta #6

Luis Fuentes

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Hola

¡Es verdad! Sí, sí tienes razón: si la hipótesis es falsa, lo que se deduce de ella también y la implicación es verdadera. Entonces: \( x^2<x \) (falso si \( x\geq{1} \)) \( \Rightarrow{x^3<x^2} \) (falso si \( x\geq{1} \)); conclusión: la implicación es verdadera. ¿Ocurriría lo mismo para \( x=0 \), no?

Si; es decir en resumen las dos desigualdades son equivalentes para \( x\geq 0 \).

Saludos.

01 Julio, 2016, 10:59 am
Respuesta #7

Paqui

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¡De acuerdo! ;)