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Secundaria 5° · Matemática
Funciones · Funciones reales

Función valor absoluto

En un taller de Santiago una máquina corta varillas de metal. A la máquina no le importa si una varilla salió más larga o más corta que la medida pedida: solo le importa cuánto se desvía. La función valor absoluto convierte cualquier diferencia con signo en una distancia, que nunca es negativa. ¿Cómo cambia eso la gráfica y cómo se resuelven las ecuaciones con ella? Lo respondemos al final.

De valor absoluto a función a trozos

Gráfica simétrica en forma de V abierta hacia arriba, con el vértice señalado en su punto mínimo. vértice (el mínimo)

Para evaluar basta aplicar la definición: $g(x)=|-x^2+4x|$ en $x=5$ da $|-25+20|=|-5|=5$.

De función a trozos a valor absoluto

A veces hay que hacer el camino contrario: te dan la función a trozos y la quieres escribir de forma compacta. Se reconoce la forma $|E(x)|$ así:

  1. Las dos ramas deben ser opuestas: una es $E(x)$ y la otra es $-E(x)$.

  2. La rama que se queda con su signo es la de la zona donde $E(x)\ge 0$.

  3. El punto donde se cambia de rama es donde $E(x)=0$.

Dos valores absolutos a la vez

Si hay dos valores absolutos, cada uno tiene su propio punto de cambio. Se ordenan esos puntos en la recta, se divide el dominio en intervalos y en cada intervalo se decide el signo de cada expresión interior.

Si el intervalo que te piden ya está dentro de un solo tramo, no hace falta partirlo: basta decidir el signo de cada expresión en ese intervalo. Por ejemplo, para $t\in[1,3]$ la expresión $t^2-4t+3=(t-1)(t-3)$ es $\le0$, y $t-2$ cambia de signo en $t=2$, así que ese intervalo se parte en dos.

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Expresa la función $f(x) = |3x - 6|$ como una función definida a trozos, indicando claramente los intervalos correspondientes a cada expresión algebraica.

Expresa la función $f(x) = |3x - 6|$ como una función definida a trozos, indicando claramente los intervalos correspondientes a cada expresión algebraica.

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Dada la siguiente función definida a trozos: $f(x) = \begin{cases} x + 4 & \text{si } x \ge -4 \\ -x - 4 & \text{si } x < -4 \end{cases}$ Escribe su expresión analítica…

Dada la siguiente función definida a trozos:

$f(x) = \begin{cases} x + 4 & \text{si } x \ge -4 \\ -x - 4 & \text{si } x < -4 \end{cases}$

Escribe su expresión analítica de forma compacta utilizando el valor absoluto.

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El error de altitud de un dron de inspección durante una maniobra se modeliza mediante la suma de dos valores absolutos: $E(t) = |t^2 - 4t + 3| + |t - 2|$, donde $t$ es…

El error de altitud de un dron de inspección durante una maniobra se modeliza mediante la suma de dos valores absolutos: $E(t) = |t^2 - 4t + 3| + |t - 2|$, donde $t$ es el tiempo en segundos. Expresa la función $E(t)$ sin utilizar valores absolutos en el intervalo de tiempo $t \in [1, 3]$.

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El vértice: dominio, recorrido y puntos de corte

El dominio de $|x|+5$ son todos los reales, y como $|x| \ge 0$, su recorrido es $[5, \infty)$.

Si te dan la gráfica de $y=|x-a|$, el vértice está sobre el eje $x$ en $(a, 0)$: de ahí lees $a$.

Un valor absoluto dentro de otro

Para $f(x)=\big||x|-c\big|$ se trabaja de adentro hacia afuera. Primero se parte $|x|$ en $x=0$ y después se parte el valor absoluto exterior donde $|x|-c$ se anula, es decir, en $x=\pm c$. La gráfica tiene forma de «W»: vértices en $(\pm c, 0)$ y un pico en $(0, c)$.

$$f(x)=\begin{cases} -x-2 & -4\le x<-2 \\ x+2 & -2\le x<0 \\ 2-x & 0\le x<2 \\ x-2 & 2\le x\le 4 \end{cases}$$

Para deducir $c$ desde una gráfica: el pico central está en $(0,c)$ y los cortes con el eje $x$ en $\pm c$.

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Determina el dominio y el recorrido de la función $h(x) = |x| + 5$. Justifica tu respuesta basándote en las propiedades del valor absoluto.

Determina el dominio y el recorrido de la función $h(x) = |x| + 5$. Justifica tu respuesta basándote en las propiedades del valor absoluto.

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Determina las coordenadas exactas de los puntos de corte con los ejes cartesianos de la función $h(x) = |x - 3| - 5$.

Determina las coordenadas exactas de los puntos de corte con los ejes cartesianos de la función $h(x) = |x - 3| - 5$.

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La siguiente gráfica muestra una función con valor absoluto anidado de la forma $f(x) = ||x| - c|$. Observa los vértices y puntos de corte, deduce el valor de $c$ y…

La siguiente gráfica muestra una función con valor absoluto anidado de la forma $f(x) = ||x| - c|$. Observa los vértices y puntos de corte, deduce el valor de $c$ y escribe la expresión de la función a trozos para el intervalo $x \in [-4, 4]$.

X Y −3 3 3
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Signo negativo y parámetros desconocidos

Si delante del valor absoluto hay un signo menos, la «V» se voltea: $f(x)=-|x-a|+k$ tiene forma de «Λ», con el vértice $(a,k)$ como máximo y las ramas hacia abajo (hacia las $y$ negativas).

Cuando una gráfica o un enunciado te dan puntos singulares, se plantean ecuaciones con los parámetros.

Para $f(x)=|x^2+bx+c|$ con la gráfica dada: las raíces de la parábola son los puntos donde la gráfica toca el eje $x$, y el vértice de la parábola (que está debajo del eje) se refleja y se vuelve el máximo local, con la misma abscisa $x=-b/2$ y altura igual al valor absoluto del valor del vértice.

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Determina las coordenadas del vértice y los puntos de corte con los ejes de la función $f(x) = -|2x - 6| + 8$. ¿Las ramas de esta función se abren hacia las ordenadas…

Determina las coordenadas del vértice y los puntos de corte con los ejes de la función $f(x) = -|2x - 6| + 8$. ¿Las ramas de esta función se abren hacia las ordenadas positivas o negativas?

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En procesamiento de señales, una onda triangular invertida se puede modelizar con la función $S(t) = A - |B t - C|$. Determina los parámetros $A, B, C > 0$ sabiendo que…

En procesamiento de señales, una onda triangular invertida se puede modelizar con la función $S(t) = A - |B t - C|$. Determina los parámetros $A, B, C > 0$ sabiendo que la señal alcanza su valor máximo de $12\text{ V}$ en el instante $t = 5\text{ s}$, y que cruza el eje de abscisas (valor $0\text{ V}$) en los instantes $t = 2\text{ s}$ y $t = 8\text{ s}$.

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La gráfica mostrada corresponde a la función $f(x) = |x^2 + bx + c|$. A partir de los puntos singulares observables (raíces y máximo local), plantea un sistema de…

La gráfica mostrada corresponde a la función $f(x) = |x^2 + bx + c|$. A partir de los puntos singulares observables (raíces y máximo local), plantea un sistema de ecuaciones y determina los valores de los parámetros $b$ y $c$.

X Y 2 6 4 M(4, 4)
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Funciones cuadráticas y racionales con valor absoluto

Racional con valor absoluto: trozos, dominio y asíntotas

Con una función racional se hace igual: se estudia el signo del cociente (numerador y denominador a la vez) y se cambia el signo donde sea negativo. Para el dominio, se excluyen los valores que anulan el denominador. Las asíntotas se buscan así:

  • Vertical: en un valor $x=a$ que anula el denominador (y no el numerador). Al acercarse a $a$, el cociente se hace enorme y, con el valor absoluto, tiende a $+\infty$ por los dos lados.

  • Horizontal: se mira qué pasa cuando $x$ es muy grande en positivo o en negativo. Si el cociente se acerca a un número $L$, el valor absoluto se acerca a $|L|$.

Tasa de variación media

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Expresa como una función definida a trozos la función cuadrática con valor absoluto $f(x) = |x^2 - 25|$.

Expresa como una función definida a trozos la función cuadrática con valor absoluto $f(x) = |x^2 - 25|$.

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Expresa la función $f(x) = |x^2 - 5x + 6|$ como una función definida a trozos. Indica en qué intervalo o intervalos la parábola original $y = x^2 - 5x + 6$ ha sido…

Expresa la función $f(x) = |x^2 - 5x + 6|$ como una función definida a trozos. Indica en qué intervalo o intervalos la parábola original $y = x^2 - 5x + 6$ ha sido reflejada respecto al eje de abscisas.

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Expresa la función racional con valor absoluto $f(x) = \left| \frac{2x - 4}{x + 1} \right|$ como una función definida a trozos. A continuación, determina su dominio y…

Expresa la función racional con valor absoluto $f(x) = \left| \frac{2x - 4}{x + 1} \right|$ como una función definida a trozos. A continuación, determina su dominio y las ecuaciones de sus asíntotas horizontales y verticales.

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Ecuaciones e inecuaciones con valor absoluto

Un caso particular: $|E(x)|=0$ solo se cumple si $E(x)=0$. Por ejemplo, $|2x-8|=0$ da $x=4$, que es el vértice: el único punto donde la gráfica toca el eje $x$.

Así se cierra el gancho: la máquina acepta las varillas cuya distancia a $250$ mm es, como mucho, $1.5$ mm.

Dos valores absolutos iguales

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Halla analíticamente los puntos de intersección entre la función con valor absoluto $f(x) = |3x - 2|$ y la función constante $g(x) = 7$.

Halla analíticamente los puntos de intersección entre la función con valor absoluto $f(x) = |3x - 2|$ y la función constante $g(x) = 7$.

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Una máquina corta varillas de metal con una longitud objetivo de $250\text{ mm}$. La función de error de corte se define como $E(x) = |x - 250|$. Si el control de…

Una máquina corta varillas de metal con una longitud objetivo de $250\text{ mm}$. La función de error de corte se define como $E(x) = |x - 250|$. Si el control de calidad exige que $E(x) \le 1.5$, plantea la inecuación correspondiente y determina el intervalo de longitudes válidas para las varillas.

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Halla analíticamente los puntos de intersección de las funciones $f(x) = |x + 1|$ y $g(x) = |2x - 5|$. Sugerencia: analiza los diferentes casos según el signo de las…

Halla analíticamente los puntos de intersección de las funciones $f(x) = |x + 1|$ y $g(x) = |2x - 5|$. Sugerencia: analiza los diferentes casos según el signo de las expresiones dentro del valor absoluto.

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Raíz doble y raíces cuadradas

Cuándo la gráfica toca el eje $x$ en un solo punto

$|g(x)|=0$ solo ocurre cuando $g(x)=0$. Si $g$ es cuadrática, tiene una única solución cuando el discriminante es cero ($b^2-4ac=0$): es una raíz doble, y la parábola solo toca el eje con su vértice sin cruzarlo.

Dominio con raíz cuadrada

Una raíz cuadrada solo existe si el radicando es $\ge0$. Si el radicando tiene un valor absoluto, queda una inecuación con valor absoluto, que se resuelve con la regla $|E|\le c \iff -c\le E\le c$.

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Dada la función $f(x) = |x^2 - 2x + k|$, determina el valor del parámetro $k$ sabiendo que la gráfica de la función toca al eje de abscisas en un único punto. Para ese…

Dada la función $f(x) = |x^2 - 2x + k|$, determina el valor del parámetro $k$ sabiendo que la gráfica de la función toca al eje de abscisas en un único punto. Para ese valor de $k$, expresa $f(x)$ sin utilizar el valor absoluto.

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Halla el dominio de definición de la función irracional $h(x) = \sqrt{8 - |x^2 - 8|}$. Para ello, plantea y resuelve la inecuación con valor absoluto correspondiente.

Halla el dominio de definición de la función irracional $h(x) = \sqrt{8 - |x^2 - 8|}$. Para ello, plantea y resuelve la inecuación con valor absoluto correspondiente.

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Resumen

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