Esercizio su disequazione di quarto grado


risolviamo la disequazione:
x4 - 16
----------------------
x4 + x3 - x - 1
   0

Scomponiamo in fattori sia il numeratore che il denominatore
  • Scomposizione del numeratore
    Considero il polinomio associato
    x4 - 16 =
    devo scomporlo in fattori; sono 2 termini,e' una differenza di quadrati
    x4 - 16 = (x2 - 4)(x2 + 4) =
    il primo fattore e' ancora una differenza di quadrati mentre il secondo come somma di quadrati non e' piu' scomponibile
    = ( x - 2)(x + 2)(x2 + 4)
  • Scomponiamo il denominatore
    Considero il polinomio associato
    x4 + x3 - x - 1 =
    sono 4 termini:
    • Non e' il cubo di un binomio
    • Puo' essere un raccoglimento parziale

    provo a scomporre come raccoglimento parziale
    x4 + x3 - x - 1 = x3(x+1) - 1(x+1) = (x+1)(x3 - 1) =
    L'ultimo fattore (2 termini) come differenza di cubi e' scomponibile, quindi ottengo
    = (x+1)(x-1)(x2+x+1)
    L'ultimo fattore non e' piu' scomponibile

quindi ottengo
( x - 2)(x + 2)(x2 + 4)
------------------------------
(x+1)(x-1)(x2+x+1)
   0

Poniamo ogni fattore del numeratore maggiore od uguale a 0 ed ogni fattore del denominatore solamente maggiore di zero (lo zero non puo' mai essere al denominatore)
  • x - 2 0       x 2
  • x + 2 0      x -2
  • x2 + 4 0       sempre vero (delta minore di zero)
  • x + 1 > 0       x > -1
  • x - 1 > 0       x > 1
  • x2+x+1 > 0       sempre vero (delta minore di zero)

Adesso riporto i risultati su un grafico indicando con un un + dove ogni disequazione e' verificata e con un - dove non e' verificata inoltre indico con un cerchietto i punti dove il fattore vale zero ed e' accettabile e poi faccio il conto dei segni:
devo prendere gli intervalli dove il prodotto dei segni dei fattori (cioe' il segno dell'espressione) risulta positivo o nullo.

Ottengo come risultato:
x -2   U   -1 < x < 1   U   x 2
Nota che anche qui avrei potuto tralasciare i due fattori con delta minore di zero perche',essendo positivi, non influiscono sul segno del risultato