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Problemas y soluciones
Desigualdades, intervalos y desigualdades compuestas
Desigualdades, intervalos y desigualdades compuestas - problemas y soluciones
Autor:
Prof. Hernando Guzman Jaimes
Problema 1
¿Cuál de los siguientes intervalos es el conjunto solución de la desigualdad
[tex]-5< x\leq 3[/tex]?
$x\in \lbrack -5,3]$
$x\in (-5,3)$
$x\in (-5,3]$
$x\in \lbrack -5,3)$
Solución:
[tex]-5[/tex] no es solución, porque la desigualdad [tex]-5< x[/tex] es estricta; por eso el intervalo es abierto en [tex]-5[/tex].
[tex]3[/tex] sí es solución, porque [tex]x\leq 3[/tex] admite la igualdad; por eso el intervalo es cerrado en [tex]3[/tex].
Respuesta: [tex]x\in\left(-5,3\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 2
¿Cuál de los siguientes conjuntos de números está contenido en el intervalo
[tex]\left[7,9\right][/tex]?
$\left\{ 0,\frac{25}{3},8,\frac{41}{5},10\right\} $
$\left\{ 7,\frac{25}{3},8,\frac{41}{5},9\right\} $
$\left\{ 0,\frac{25}{3},8,\frac{41}{5},9\right\} $
$\left\{ 7,\frac{25}{3},8,\frac{41}{5},10\right\} $
Solución:
El intervalo [tex]\left[7,9\right][/tex] contiene los números [tex]x[/tex] con [tex]7\leq x\leq 9[/tex]. Comprobamos cada elemento:
[tex]7\in\left[7,9\right][/tex]
[tex]\frac{25}{3}\approx 8{,}33\in\left[7,9\right][/tex]
[tex]8\in\left[7,9\right][/tex]
[tex]\frac{41}{5}=8{,}2\in\left[7,9\right][/tex]
[tex]9\in\left[7,9\right][/tex]
Los demás conjuntos contienen [tex]0[/tex] o [tex]10[/tex], que no pertenecen a [tex]\left[7,9\right][/tex].
Respuesta: [tex]\left\{7,\frac{25}{3},8,\frac{41}{5},9\right\}[/tex]
Problema 3
Resuelve la desigualdad y escribe la solución en notación de intervalo.
[tex]2x+3>-2[/tex]
$x\in \left( \frac{-5}{2},+\infty \right)$
$x\in \left( -2,+\infty \right)$
$x\in \left( 3,+\infty \right)$
$x\in \left( \frac{3}{2},+\infty \right)$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]2x+3-3>-2-3[/tex]
[tex]2x>-5[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]\frac{1}{2}[/tex]. Es positivo, así que el signo de la desigualdad no cambia:
[tex]x>-\frac{5}{2}[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\frac{5}{2},+\infty\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 4
Resuelve la desigualdad y escribe la solución en notación de intervalo.
[tex]3x-9<6[/tex]
$x\in \left( -\infty ,6\right)$
$x\in \left( -\infty ,-9\right)$
$x\in \left( -\infty ,5\right)$
$x\in \left( -\infty ,\frac{6}{9}\right)$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]3x-9+9<6+9[/tex]
[tex]3x<15[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]\frac{1}{3}[/tex]. Es positivo, así que el signo de la desigualdad no cambia:
[tex]x<5[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,5\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 5
Resuelve la desigualdad, escribe la solución en notación de intervalo y represéntala en la recta numérica.
[tex]\frac{3}{2}x+4\leq 10[/tex]
$x\in (-\infty ,10]$
$x\in (-\infty ,4]$
$x\in (-\infty ,\frac{3}{2}]$
$x\in (4,+\infty)$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]\frac{3}{2}x+4-4\leq 10-4[/tex]
[tex]\frac{3}{2}x\leq 6[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]\frac{2}{3}[/tex]. Es positivo, así que el signo de la desigualdad no cambia:
[tex]x\leq 4[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,4\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 6
Resuelve la desigualdad, escribe la solución en notación de intervalo y represéntala en la recta numérica.
[tex]5-\frac{5}{2}x\geq -4[/tex]
$x\in (-\infty ,-4]$
$x\in (-\infty ,\frac{18}{5}]$
$x\in (-\infty ,5]$
$x\in (-\infty ,\frac{5}{2}]$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]5-\frac{5}{2}x-5\geq -4-5[/tex]
[tex]-\frac{5}{2}x\geq -9[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]-\frac{2}{5}[/tex]. Es negativo, así que el signo de la desigualdad se invierte:
[tex]x\leq \frac{18}{5}[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,\frac{18}{5}\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 7
Resuelve la desigualdad, escribe la solución en notación de intervalo y represéntala en la recta numérica.
[tex]\frac{5}{2}-x>x[/tex]
$x\in (-\infty ,-1)$
$x\in (-\infty ,\frac{5}{4})$
$x\in (-\infty ,1)$
$x\in (-\infty ,2)$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]\frac{5}{2}>x+x[/tex]
[tex]\frac{5}{2}>2x[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]\frac{1}{2}[/tex]. Es positivo, así que el signo de la desigualdad no cambia:
[tex]\frac{5}{4}>x[/tex]
[tex]x<\frac{5}{4}[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,\frac{5}{4}\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 8
Resuelve la desigualdad, escribe la solución en notación de intervalo y represéntala en la recta numérica.
[tex]-(1-x)\geq 2x-1[/tex]
$x\in (-\infty ,0]$
$x\in (-\infty ,-1]$
$x\in (-\infty ,2]$
$x\in (-\infty ,1]$
Solución:
[tex]-1+x\geq 2x-1[/tex]
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]x-2x\geq -1+1[/tex]
[tex]-x\geq 0[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]-1[/tex]. Es negativo, así que el signo de la desigualdad se invierte:
[tex]x\leq 0[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,0\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 9
Resuelve la desigualdad, escribe la solución en notación de intervalo y represéntala en la recta numérica.
[tex]2+x\geq 3(x-1)[/tex]
$x\in (-\infty ,3]$
$x\in (-\infty ,2]$
$x\in (-\infty ,\frac{3}{2}]$
$x\in (-\infty ,\frac{5}{2}]$
Solución:
[tex]2+x\geq 3x-3[/tex]
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]x-3x\geq -3-2[/tex]
[tex]-2x\geq -5[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]-\frac{1}{2}[/tex]. Es negativo, así que el signo de la desigualdad se invierte:
[tex]x\leq \frac{5}{2}[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,\frac{5}{2}\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 10
Resuelve la desigualdad y escribe la solución en notación de intervalo.
[tex]-7x+3\leq 4-x[/tex]
$x\in \lbrack 3,+\infty )$
$x\in \lbrack -7,+\infty )$
$x\in \lbrack -4,+\infty )$
$x\in \lbrack -\frac{1}{6},+\infty )$
Solución:
Despejamos [tex]x[/tex] en el lado izquierdo.
[tex]-7x+x\leq 4-3[/tex]
[tex]-6x\leq 1[/tex]
Multiplicamos ambos lados por [tex]-\frac{1}{6}[/tex]. Es negativo, así que el signo de la desigualdad se invierte:
[tex]x\geq -\frac{1}{6}[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left[-\frac{1}{6},+\infty\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 11
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]-7\leq -x<2[/tex]
$x\in (-2,7]$
$x\in (-7,2]$
$x\in \lbrack -2,7]$
$x\in (2,7)$
Solución:
Multiplicamos las tres partes por [tex]-1[/tex]. Es negativo, así que los dos signos se invierten:
[tex]7\geq x>-2[/tex]
[tex]-2< x\leq 7[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-2,7\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 12
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]-\frac{20}{3}<\frac{2}{3}x< x[/tex]
$x\in \left( \frac{2}{3},+\infty \right) $
$x\in \left( -10,+\infty \right) $
$x\in \left( 0,+\infty \right) $
$x\in \left( -\frac{20}{3},\frac{2}{3}\right) $
Solución:
Deben cumplirse dos desigualdades a la vez; la solución es la intersección de sus conjuntos solución:
[tex]\left\{\begin{array}{l}-\frac{20}{3}<\frac{2}{3}x\\ \frac{2}{3}x< x\end{array}\right.[/tex]
[tex]\left\{\begin{array}{l}\frac{2}{3}x>-\frac{20}{3}\\ -\frac{1}{3}x<0\end{array}\right.[/tex]
[tex]\left\{\begin{array}{l}x>-10\\ x>0\end{array}\right.[/tex]
(La primera desigualdad se multiplica por [tex]\frac{3}{2}>0[/tex] y la segunda por [tex]-3<0[/tex], lo que invierte el signo.)
[tex]x\in\left(-10,+\infty\right)\cap\left(0,+\infty\right)[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(0,+\infty\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 13
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]-7< x-2<1[/tex]
$x\in \left( -5,3\right) $
$x\in \left( -3,5\right) $
$x\in \left[ -5,3\right] $
$x\in \left[ -3,5\right] $
Solución:
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]-7+2< x-2+2<1+2[/tex]
[tex]-5< x<3[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(-5,3\right)[/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 14
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]3< x-4\leq 10[/tex]
$x\in (4,10]$
$x\in (7,14]$
$x\in (-4,14]$
$x\in (7,10]$
Solución:
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]3+4< x-4+4\leq 10+4[/tex]
[tex]7< x\leq 14[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(7,14\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 15
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]-1<\frac{x-4}{4}\leq \frac{1}{2}[/tex]
$x\in (0,6]$
$x\in (\frac{1}{4},\frac{1}{2}]$
$x\in (-1,6]$
$x\in (\frac{1}{4},6]$
Solución:
Multiplicamos las tres partes por [tex]4[/tex] (es positivo, así que los signos no cambian):
[tex]-4< x-4\leq 2[/tex]
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]-4+4< x-4+4\leq 2+4[/tex]
[tex]0< x\leq 6[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left(0,6\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 16
Resuelve la desigualdad compuesta y representa la solución en la recta numérica.
[tex]2\leq \frac{4x+2}{3}\leq 10[/tex]
$x\in \lbrack 2,7]$
$x\in \lbrack 1,10]$
$x\in \lbrack 2,10]$
$x\in \lbrack 1,7]$
Solución:
Multiplicamos las tres partes por [tex]3[/tex] (es positivo, así que los signos no cambian):
[tex]6\leq 4x+2\leq 30[/tex]
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]6-2\leq 4x+2-2\leq 30-2[/tex]
[tex]4\leq 4x\leq 28[/tex]
Multiplicamos las tres partes por [tex]\frac{1}{4}[/tex] (es positivo, así que los signos no cambian):
[tex]1\leq x\leq 7[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left[1,7\right][/tex]
Representación en la recta numérica:
Problema 17
Resuelve la desigualdad con valor absoluto.
[tex]|x-4|\leq 9[/tex]
$x\in \lbrack -5,9]$
$x\in \lbrack -5,13]$
$x\in \lbrack 9,13]$
$x\in \lbrack -4,9]$
Solución:
Para [tex]B>0[/tex] usamos la propiedad [tex]|A|\leq B \iff -B\leq A\leq B[/tex]:
[tex]-9\leq x-4\leq 9[/tex]
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]-9+4\leq x-4+4\leq 9+4[/tex]
[tex]-5\leq x\leq 13[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left[-5,13\right][/tex]
Problema 18
Resuelve la desigualdad con valor absoluto.
[tex]|2x-7|\leq 1[/tex]
$x\in \lbrack 3,4]$
$x\in \lbrack 1,4]$
$x\in \lbrack 3,7]$
$x\in \lbrack 2,7]$
Solución:
Para [tex]B>0[/tex] usamos la propiedad [tex]|A|\leq B \iff -B\leq A\leq B[/tex]:
[tex]-1\leq 2x-7\leq 1[/tex]
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]-1+7\leq 2x-7+7\leq 1+7[/tex]
[tex]6\leq 2x\leq 8[/tex]
Multiplicamos las tres partes por [tex]\frac{1}{2}[/tex] (es positivo, así que los signos no cambian):
[tex]3\leq x\leq 4[/tex]
Respuesta: [tex]x\in\left[3,4\right][/tex]
Problema 19
Resuelve la desigualdad con valor absoluto.
[tex]|x+\sqrt{2}|\geq 1[/tex]
$x\in (-\infty ,-\sqrt{2}] \cup \lbrack \sqrt{2},+\infty )$
$x\in \lbrack -\sqrt{2},\sqrt{2})$
$x\in (-\infty ,-1-\sqrt{2}] \cup \lbrack 1-\sqrt{2},+\infty )$
$x\in \lbrack -1-\sqrt{2},1-\sqrt{2})$
Solución:
Para [tex]B>0[/tex] usamos la propiedad [tex]|A|\geq B \iff A\geq B \text{ o } A\leq -B[/tex]:
[tex]x+\sqrt{2}\geq 1 \text{ o } x+\sqrt{2}\leq -1[/tex]
[tex]x\geq 1-\sqrt{2} \text{ o } x\leq -1-\sqrt{2}[/tex]
La solución es la unión de los dos intervalos:
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,-1-\sqrt{2}\right]\cup\left[1-\sqrt{2},+\infty\right)[/tex]
Problema 20
Resuelve la desigualdad con valor absoluto.
[tex]\left|\frac{3x-1}{-4}\right|<2[/tex]
$x\in \left[-4,3\right]$
$x\in \left(-\frac{7}{3},3\right)$
$x\in \left[-\frac{7}{3},3\right]$
$x\in \left[-1,\frac{3}{2}\right]$
Solución:
Para [tex]B>0[/tex] usamos la propiedad [tex]|A|< B \iff -B< A< B[/tex]:
[tex]-2<\frac{3x-1}{-4}<2[/tex]
Multiplicamos las tres partes por [tex]-4[/tex]. Es negativo, así que los dos signos se invierten:
[tex]8>3x-1>-8[/tex]
[tex]-8<3x-1<8[/tex]
Aplicamos la misma operación a las tres partes:
[tex]-8+1<3x-1+1<8+1[/tex]
[tex]-7<3x<9[/tex]
Multiplicamos las tres partes por [tex]\frac{1}{3}[/tex] (es positivo, así que los signos no cambian):
[tex]-\frac{7}{3}< x<3[/tex]
La desigualdad es estricta, así que los extremos no se incluyen.
Respuesta: [tex]x\in\left(-\frac{7}{3},3\right)[/tex]
Problema 21
Resuelve la desigualdad con valor absoluto.
[tex]\left|\frac{3-5x}{3}\right|\geq 5[/tex]
$x\in (-\infty ,-\frac{12}{5}]\cup \lbrack \frac{18}{5},+\infty )$
$x\in (-\infty ,3]\cup \lbrack 5,+\infty )$
$x\in (-\frac{12}{5},\frac{18}{5}]$
$x\in \left[-\frac{12}{5},\frac{18}{5}\right]$
Solución:
Para [tex]B>0[/tex] usamos la propiedad [tex]|A|\geq B \iff A\geq B \text{ o } A\leq -B[/tex]:
[tex]\frac{3-5x}{3}\geq 5 \text{ o } \frac{3-5x}{3}\leq -5[/tex]
[tex]3-5x\geq 15 \text{ o } 3-5x\leq -15[/tex]
[tex]-5x\geq 12 \text{ o } -5x\leq -18[/tex]
Al dividir entre [tex]-5[/tex] se invierten ambos signos:
[tex]x\leq -\frac{12}{5} \text{ o } x\geq \frac{18}{5}[/tex]
La solución es la unión de los dos intervalos:
Respuesta: [tex]x\in\left(-\infty,-\frac{12}{5}\right]\cup\left[\frac{18}{5},+\infty\right)[/tex]
Correcto:
Incorrecto:
Problemas sin resolver:
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