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Funciones · Funciones reales

Función valor absoluto

Te conviene dominar: Funciones definidas a trozos (1er año de preparatoria (semestres 1 y 2))
Te conviene dominar: Inecuaciones (1er año de preparatoria (semestres 1 y 2))

En una fábrica de varillas en Monterrey, la máquina de control de calidad no distingue si una varilla mide de más o de menos: solo le importa cuánto se desvía de la longitud objetivo. La función valor absoluto convierte cualquier diferencia con signo en una distancia siempre positiva, y eso cambia la forma de la gráfica de un modo muy concreto. ¿Qué longitudes pasan el control? Lo resolveremos al final.

De valor absoluto a función definida por partes

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

Del camino inverso: de partes a valor absoluto

A veces te dan la función por partes y piden escribirla de forma compacta. Se busca una expresión $E(x)$ tal que una rama sea $E(x)$ y la otra sea $-E(x)$, y que $E(x)\ge0$ justo donde se usa la rama positiva.

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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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En un laboratorio, la desviación de la temperatura de una reacción química respecto a la temperatura ideal de $22^\circ\text{C}$ viene dada por la función…

En un laboratorio, la desviación de la temperatura de una reacción química respecto a la temperatura ideal de $22^\circ\text{C}$ viene dada por la función $D(t) = |2t - 12|$, donde $t$ es el tiempo en minutos. Expresa $D(t)$ como una función a trozos y determina en qué instante la desviación es nula.

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El vértice: dominio, rango y puntos de corte

El dominio de estas funciones es $\mathbb{R}$. El rango sale del vértice: para $h(x)=|x|+5$ es $[5, \infty)$.

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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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Dada la siguiente gráfica de una función con valor absoluto, deduce su expresión analítica de la forma $y = |x - a|$.

Dada la siguiente gráfica de una función con valor absoluto, deduce su expresión analítica de la forma $y = |x - a|$.

X Y 1 2 3 1 2 V(2, 0)
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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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Cuando el coeficiente es negativo: máximos y modelos

Si el valor absoluto va multiplicado por un número negativo, la «V» se voltea: queda una «Λ» con el vértice como máximo, y las ramas se abren hacia abajo.

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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 una simulación de billar, una bola rebota contra la banda situada en el eje de abscisas. La trayectoria de la bola sigue la función $y = 4 - |x - 3|$, donde $x$ e $y$…

En una simulación de billar, una bola rebota contra la banda situada en el eje de abscisas. La trayectoria de la bola sigue la función $y = 4 - |x - 3|$, donde $x$ e $y$ están medidos en unidades de la cuadrícula del simulador.

Determina analíticamente (sin dibujar la gráfica, o usándola solo para comprobar):

  1. a) Las coordenadas del punto donde la bola alcanza su máxima separación de la banda.
  1. b) Las coordenadas de los puntos donde la bola impactaría con el eje X.
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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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Variación promedio en una función con valor absoluto

La variación promedio (o razón de cambio promedio) de $f$ en el intervalo $[a, b]$ dice cuánto cambia $f$, en promedio, por cada unidad que avanza $x$. Es la pendiente de la recta secante que une $(a, f(a))$ con $(b, f(b))$.

Con valor absoluto, la gráfica cambia de dirección en el vértice. La variación promedio solo usa los extremos del intervalo, así que no «ve» ese giro.

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Simplifica la expresión de la función $f(x) = 2x + |x - 4|$ escribiéndola como una función definida a trozos. A continuación, calcula la tasa de variación media en el…

Simplifica la expresión de la función $f(x) = 2x + |x - 4|$ escribiéndola como una función definida a trozos. A continuación, calcula la tasa de variación media en el intervalo $[2, 6]$.

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Cuadráticas y racionales con valor absoluto

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Calcula el valor numérico de la función $g(x) = |-x^2 + 4x|$ para los puntos $x = -1$, $x = 0$, $x = 2$ y $x = 5$.

Calcula el valor numérico de la función $g(x) = |-x^2 + 4x|$ para los puntos $x = -1$, $x = 0$, $x = 2$ y $x = 5$.

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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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El margen de ganancia de una empresa, en miles de pesos, respecto a su objetivo anual se modela mediante la función $M(x) = |x^2 - 40x + 300|$, siendo $x$ el número de…

El margen de ganancia de una empresa, en miles de pesos, respecto a su objetivo anual se modela mediante la función $M(x) = |x^2 - 40x + 300|$, siendo $x$ el número de meses transcurridos. Expresa la función por partes para identificar en qué periodos la empresa estuvo exactamente en el objetivo, por debajo de él (antes de aplicar el valor absoluto) o por encima.

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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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Parámetros y funciones racionales

Cuando una gráfica «toca» el eje $X$ en un solo punto, la expresión interior tiene una raíz doble: el discriminante vale $0$. Cuando se conocen las raíces $r_1$ y $r_2$ de $x^2+bx+c$, se factoriza como $(x-r_1)(x-r_2)$, y de ahí salen $b=-(r_1+r_2)$ y $c=r_1 r_2$.

Leer $b$ y $c$ en la gráfica de $|x^2+bx+c|$

La parábola $y=x^2+bx+c$ abre hacia arriba. Al aplicar el valor absoluto, el tramo entre las raíces $r_1$ y $r_2$ (donde era negativo) se refleja y forma un «arco» invertido. El vértice de la parábola original, que era un mínimo en $x=\frac{r_1+r_2}{2}$, queda convertido en un máximo local de $f$, con valor positivo $\frac{(r_2-r_1)^2}{4}$. Fuera de las raíces, la gráfica sigue la parábola original.

¿Por qué? El vértice de $y=(x-r_1)(x-r_2)$ está justo en medio de las raíces; ahí $y=-\frac{(r_2-r_1)^2}{4}$, y al reflejar cambia de signo.

Para una función racional, como $\left|\frac{2x-4}{x+1}\right|$, se estudia el signo del cociente (numerador y denominador) y se cambia de signo donde sea negativo. El dominio excluye los valores que anulan el denominador ($x\ne-1$).

Asíntotas

  • Vertical: en $x=-1$ el denominador tiende a $0$ y el numerador a $-6$. El cociente crece sin límite en valor absoluto, así que $|f(x)|\to\infty$ y la recta $x=-1$ es una asíntota vertical.

  • Horizontal: se mira qué pasa con $f(x)$ cuando $x$ se hace muy grande ($x\to\infty$) o muy negativo ($x\to-\infty$). Es una idea de límites que verás con detalle en LIM-INF; aquí basta la intuición.

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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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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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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

Practica★☆☆Sin empezar
Resuelve la ecuación $|2x - 8| = 0$ y explica qué representa geométricamente este resultado respecto a la gráfica de la función $f(x) = |2x - 8|$.

Resuelve la ecuación $|2x - 8| = 0$ y explica qué representa geométricamente este resultado respecto a la gráfica de la función $f(x) = |2x - 8|$.

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Practica★★☆Sin empezar
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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Practica★★☆Sin empezar
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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Practica★★★Sin empezar
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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Dos valores absolutos: casos por intervalos

Cuando hay más de un valor absoluto, se buscan los puntos donde cada expresión interior se anula. Esos puntos parten la recta en intervalos, y en cada intervalo se decide el signo de cada expresión y se quitan las barras.

Valor absoluto dentro de otro

Suma de dos valores absolutos

Intersección de dos funciones con valor absoluto

Practica★★★Sin empezar
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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Practica★★★Sin empezar
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 $t \in [1, 3]$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
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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Vuelve al principio: las varillas que pasan el control miden entre $248.5$ y $251.5$ mm.

Resumen

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