Ecuaciones e inecuaciones con valor absoluto
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1. $$ |x| = 3 $$
Por definición de valor absoluto podemos afirmar que: \( x = ± 3 \).
Para representar gráficamente debemos considerar a cada miembro como una función: $$ f(x) = |x| $$ $$ g(x) = 3 $$
$$ S = \left\{ -3, +3\right\} $$
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2. $$ |x| = -3 $$
Por definición de valor absoluto sabemos que esto no es posible, por lo que directamente podemos afirmar que: $$ S = ∅ $$
Volvemos a graficar la expresión por el mismo método que el anterior: $$ f(x) = |x| $$ $$ g(x) = -3 $$
Como vemos, la funciones no se cortan por lo que es correcto afirmar que la solución es vacía, o sea, no existe ningún número que cumpla tal condición.
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3. Hasta la anterior pudimos resolver utilizando únicamente la definición, aquí es un poco más difícil, debemos estudiar el dominio.
$$ |x+2| = 5 $$
Se estudia únicamente el dominio de la expresión que está en valor absoluto: El anterior gráfico expresa el comportamiento del signo de la función.
Como vemos, antes de -2 es negativo y luego positiva, por lo que vamos a considerar dos tramos, el primero cuando es negativa y el segundo cuando es positiva.
1º Tramo: \( D = (-∞, -2) \) En este tramo vimos que la función es negativa (rojo), por lo que vamos a considerar el opuesto de la expresión: $$ -(x+2) = 5 $$ $$ -x -2 = 5 $$ $$ -x = 7 $$ $$ x = -7 $$
Como vemos, el valor de \( x \) que hallamos está dentro del dominio, ya que es menor que -2, por lo cual podemos afirmar que es solución de la ecuación.
2º Tramo: \( D = (-2, +∞) \)
Vimos que luego de -2 la función se comporta de forma positiva, así que vamos a dejar la expresión tal cual está: $$ x+2 = 5 $$ $$ x = 3 $$
Vemos que esta otra raíz también está dentro del dominio, por lo que también es solución de la ecuación.
La solución de la ecuación es: $$ S = \left\{ -7,3\right\} $$
Vamos a graficarla para verificar:
Les recuerdo que siempre (aunque crean que está bien aplicado el método y bien razonado), lo mejor es verificar de algún modo, ya sea mediante un gráfico o por simplemente valor numérico (sustituir el número en la ecuación, si llegamos a lo mismo de los dos lados, la raíz es correcta ya que verifica la ecuación).
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4. Hacemos el estudio del signo de ambas funciones:
Establecemos los tramos:
1º Tramo: \( D = (-∞, -1) \)
$$ -(x+1) = -(x-7) ⇒ -x - 1 = -x + 7 ⇒ S_{1} = ∅ $$
2º Tramo: \( D = (-1, 7) \)
$$ x + 1 = -(x-7) ⇒ x+1=-x+7 ⇒ 2·x = 6 ⇒ x = 3 ⇒ S_{2} = \left\{ 3\right\} $$
3º Tramo: \( D = (7, +∞) \)
$$ x+1=x-7 ⇒ S_{3} = ∅ $$
$$ S = \left\{ 3\right\} $$
Solución gráfica:
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5. $$ |x| = x + 1 $$
Como siempre: hacemos el estudio del signo de la expresión que está en valor absoluto:
1º Tramo: \( D = (-∞,0) \)
Como vemos, en el primer tramo la expresión es negativa (rojo): $$ -x = x + 1 ⇒ -2·x = 1 ⇒ x = - \frac {1}{2} $$
$$ S_{I} = \left\{ - \frac {1}{2} \right\} $$
2º Tramo: \( D = (0, +∞) \)
Como vemos, en el primer tramo la expresión es positiva (verde): $$ x = x + 1 ⇒ ∄x $$
$$ S_{II} = ∅ $$
$$ S = \left\{ - \frac {1}{2} \right\} $$
Solución gráfica:
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