Uppgift 2
Lös olikheten $\frac{1}{4x+5}<\frac{1}{(x+1)(x+3)}$.
Diskret matematik · 2023-10-20
Lös olikheten $\frac{1}{4x+5}<\frac{1}{(x+1)(x+3)}$.
Vi använder ett teckenstudium. Först skriver vi om olikheten:
$$
\frac1{4x+5}<\frac1{(x+1)(x+3)}
\Longleftrightarrow
\frac{(x+1)(x+3)-(4x+5)}{(4x+5)(x+1)(x+3)}<0,
$$
det vill säga
$$
\frac{x^2-2}{(4x+5)(x+1)(x+3)}
=\frac{(x-\sqrt2)(x+\sqrt2)}{(4x+5)(x+1)(x+3)}<0. \tag{*}
$$
Uttrycket i vänsterledet i (*) är en produkt av fem faktorer. Brytpunkterna är
$$
-3<-\sqrt2<-\frac54<-1<\sqrt2<2.
$$
(Vi vet att $-\sqrt2<-\frac54$ eftersom $(\frac54)^2=\frac{25}{16}<2$.) För $x>2$ är uttrycket positivt, och tecknet alternerar när vi passerar en brytpunkt. Ingen brytpunkt löser olikheten. Därför är lösningen
$$
x\in(-\infty,-3)\cup(-\sqrt2,-\tfrac54)\cup(-1,\sqrt2).
$$