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Número reales · Números reales

Valor absoluto de un número real

Te conviene dominar: Intervalos, semirrectas y entornos (Álgebra 1)
Te conviene dominar: Desigualdades con una incógnita (Álgebra 1)

Tu termostato está programado a $70^\circ\text{F}$. La calefacción o el aire acondicionado se activan solo cuando la temperatura del cuarto se aleja más de $2$ grados de $70$, ya sea porque hace demasiado calor o demasiado frío. ¿Cómo puedes decir "se aleja más de 2 grados" en una sola frase corta, y qué temperaturas activan el sistema? El valor absoluto es la herramienta justa para esto: mide qué tan lejos está algo de un valor objetivo e ignora la dirección.

Definición y distancia

El valor absoluto de un número es su distancia a $0$ en la recta numérica. La distancia nunca es negativa, así que el signo del número no importa, solo su tamaño.

En algunos problemas se le llama módulo a un número. Es lo mismo.

Gráfica de y = |x|: una V formada por la semirrecta y = −x para x negativa y la semirrecta y = x para x positiva, con vértice en el origen. y = −x y = x 0

La misma idea funciona entre dos puntos cualesquiera. La distancia entre $a$ y $b$ en la recta numérica es $|a - b|$ (o $|b - a|$, es el mismo número).

Recta numérica con los puntos −3, 0 y 5; un corchete bajo la recta de −3 a 5 muestra que la distancia entre ellos es 8. −3 0 5 |5 − (−3)| = 8
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Calcula el valor numérico de la siguiente expresión: $|-7| - |4 - 9| + |-3|$.

Calcula el valor numérico de la siguiente expresión: $|-7| - |4 - 9| + |-3|$.

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Calcula la distancia en la recta real entre los puntos $A = -6$ y $B = 11$ utilizando el valor absoluto.

Calcula la distancia en la recta real entre los puntos $A = -6$ y $B = 11$ utilizando el valor absoluto.

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Determina qué valores reales de $x$ cumplen la ecuación $|x| = -5$ y justifica tu respuesta.

Determina qué valores reales de $x$ cumplen la ecuación $|x| = -5$ y justifica tu respuesta.

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Ecuaciones con valor absoluto

Leer $|A| = k$ como "$A$ está a distancia $k$ de $0$" te da la respuesta de inmediato.

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Resuelve la ecuación con valor absoluto: $|3x| = 12$.

Resuelve la ecuación con valor absoluto: $|3x| = 12$.

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Resuelve la ecuación $|x - 4| = 3$.

Resuelve la ecuación $|x - 4| = 3$.

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Dos valores absolutos y valores absolutos anidados

Recta numérica con los puntos −4, −1 y 2. El punto −1 está a 3 unidades de −4 y de 2, así que está a la misma distancia de ambos. −4 −1 2 3 unidades 3 unidades distancias iguales

Los problemas sobre distancias se convierten en estas ecuaciones. Un enunciado como "$x$ está $3$ veces más lejos de $1$ que de $5$" significa que escribes cada distancia como $|x - p|$ para el punto $p$ y planteas la ecuación.

Con barras anidadas, trabaja de afuera hacia adentro.

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Encuentra todos los valores reales de $x$ que satisfacen la ecuación con dos valores absolutos: $|3x - 1| = |x + 5|$.

Encuentra todos los valores reales de $x$ que satisfacen la ecuación con dos valores absolutos: $|3x - 1| = |x + 5|$.

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Halla todos los números reales $x$ tales que su distancia al punto $7$ es exactamente el doble de su distancia al punto $-2$.

Halla todos los números reales $x$ tales que su distancia al punto $7$ es exactamente el doble de su distancia al punto $-2$.

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Resuelve la siguiente ecuación que contiene valores absolutos anidados: $||x - 2| - 5| = 3$.

Resuelve la siguiente ecuación que contiene valores absolutos anidados: $||x - 2| - 5| = 3$.

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Desigualdades con valor absoluto

"Distancia como máximo $r$" te mantiene cerca del centro. "Distancia al menos $r$" te manda hacia afuera.

Dos rectas numéricas. Arriba: la solución de |x − 1| ≤ 3 es el segmento de −2 a 4 con extremos cerrados. Abajo: la solución de |x − 1| ≥ 3 son las dos semirrectas a la izquierda de −2 y a la derecha de 4. |x − 1| ≤ 3 −2 4 [−2, 4] |x − 1| ≥ 3 −2 4 (−∞, −2] ∪ [4, ∞)
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Expresa la desigualdad $|x| \le 5$ en forma de intervalo.

Expresa la desigualdad $|x| \le 5$ en forma de intervalo.

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Expresa la desigualdad $|x + 2| > 4$ como una unión de intervalos.

Expresa la desigualdad $|x + 2| > 4$ como una unión de intervalos.

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Resuelve la inecuación $\left| \frac{2x - 3}{4} \right| \le 1$ y representa la solución en forma de intervalo.

Resuelve la inecuación $\left| \frac{2x - 3}{4} \right| \le 1$ y representa la solución en forma de intervalo.

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Intervalos y forma centro–radio

Una desigualdad $|x - c| \le r$ describe todos los números a distancia $r$ o menos del centro $c$. Ese es el intervalo $[c - r, c + r]$.

Recta numérica con el intervalo de −2 a 10, su centro 4 y un radio de 6 a cada lado del centro. −2 c = 4 10 r = 6 r = 6
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Escribe el intervalo $(-8, 8)$ utilizando la notación de valor absoluto.

Escribe el intervalo $(-8, 8)$ utilizando la notación de valor absoluto.

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Expresa el intervalo cerrado $[3, 11]$ mediante una inecuación de la forma $|x - c| \le r$, determinando el valor del centro $c$ y del radio $r$.

Expresa el intervalo cerrado $[3, 11]$ mediante una inecuación de la forma $|x - c| \le r$, determinando el valor del centro $c$ y del radio $r$.

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Tolerancia y error

Ingenieros, enfermeras y entrenadores usan el mismo patrón: un valor objetivo y un error permitido.

Volvamos al termostato: el sistema funciona cuando $|T - 70| > 2$. Eso significa $T < 68$ o $T > 72$. Permanece apagado para $68 \le T \le 72$.

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Una fábrica de rodamientos de acero estipula que la longitud ideal de una pieza es de $250 \text{ mm}$. El control de calidad rechaza cualquier pieza cuya longitud…

Una fábrica de rodamientos de acero estipula que la longitud ideal de una pieza es de $250 \text{ mm}$. El control de calidad rechaza cualquier pieza cuya longitud difiera de la ideal en más de $1.2 \text{ mm}$. Expresa esta condición mediante una inecuación con valor absoluto y determina el intervalo de longitudes válidas.

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Un cultivo de bacterias en un laboratorio de biología debe mantenerse a una temperatura exacta de $37^\circ\text{C}$. El experimento se arruina si la temperatura oscila…

Un cultivo de bacterias en un laboratorio de biología debe mantenerse a una temperatura exacta de $37^\circ\text{C}$. El experimento se arruina si la temperatura oscila en $2.5^\circ\text{C}$ o más. Escribe la condición de fracaso del experimento usando valor absoluto y resuélvela para hallar los intervalos de temperatura críticos.

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El precio de una acción en bolsa es hoy de $\$60$. Un modelo financiero predice que el precio $p$ de la próxima semana cumplirá la relación $|p - 60| \le 4.8…

El precio de una acción en bolsa es hoy de $\$60$. Un modelo financiero predice que el precio $p$ de la próxima semana cumplirá la relación $|p - 60| \le 4.8$. ¿Cuáles son los precios máximo y mínimo que contempla la predicción?

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Desigualdades más difíciles: cuadráticas y fracciones

Las mismas dos reglas funcionan cuando $A$ es una expresión más complicada. Solo terminas resolviendo desigualdades ordinarias después.

Cuando el valor absoluto está en un denominador, primero anota qué valores no se permiten. Luego multiplica por el valor absoluto, que es positivo, así que la desigualdad no se invierte.

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Resuelve la inecuación cuadrática con valor absoluto: $|x^2 - 2x| < 3$.

Resuelve la inecuación cuadrática con valor absoluto: $|x^2 - 2x| < 3$.

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Resuelve la inecuación fraccionaria $\frac{3}{|x - 1|} \ge 2$.

Resuelve la inecuación fraccionaria $\frac{3}{|x - 1|} \ge 2$.

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La desigualdad triangular y los errores combinados

Recta numérica con los puntos 0, x e y. La distancia de 0 a x es |x| y la distancia de x a y es |y − x|. 0 x y |x| distancia de 0 a x |y − x| distancia de x a y

Una consecuencia muy útil: si dos errores están acotados, su suma está acotada por la suma de las cotas. Escribe $A = (A - B) + (B - C)$ y aplica la desigualdad.

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Demuestra, utilizando la desigualdad triangular ($|x + y| \le |x| + |y|$), que para cualesquiera números reales $a$ y $b$, se cumple la desigualdad…

Demuestra, utilizando la desigualdad triangular ($|x + y| \le |x| + |y|$), que para cualesquiera números reales $a$ y $b$, se cumple la desigualdad $|a - b| \ge ||a| - |b||$.

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El sistema de navegación de un submarino requiere que su profundidad ideal $h$ (en pies, donde $h > 0$) se mantenga en el rango $|h - 250| \le 30$. Sin embargo, las…

El sistema de navegación de un submarino requiere que su profundidad ideal $h$ (en pies, donde $h > 0$) se mantenga en el rango $|h - 250| \le 30$. Sin embargo, las fuertes corrientes marinas introducen una perturbación, de modo que la profundidad real $h_r$ del submarino cumple $|h_r - h| \le 12$. Calcula el intervalo absoluto de profundidades reales entre las que puede moverse el submarino en el peor de los casos.

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En un modelo de aprendizaje automático, el error $E$ entre la predicción $y$ y el valor real $t$ se define como $E = |y - t|$. Si se garantiza por el diseño del modelo…

En un modelo de aprendizaje automático, el error $E$ entre la predicción $y$ y el valor real $t$ se define como $E = |y - t|$. Si se garantiza por el diseño del modelo que $|y - 15| \le 1.5$ y $|t - 15| \le 2.5$, determina una cota superior para el error máximo posible $E$ utilizando las propiedades del valor absoluto, y encuentra el intervalo de valores posibles para la diferencia $y - t$.

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Reescribir sin barras y graficar

Para quitar las barras, encuentra dónde cambia de signo cada expresión de adentro. Esos puntos dividen la recta numérica en tramos. En cada tramo, todo valor absoluto es simplemente $+(\ldots)$ o $-(\ldots)$.

Observa que la constante $3$ es la distancia entre $-1$ y $2$. La suma $|x - 2| + |x + 1|$ es la distancia total de $x$ a los dos puntos, y entre ellos ese total no cambia. Fuera de ellos, crece.

Gráfica de y = |x − 2| + |x + 1|: baja hasta un mínimo plano de 3 entre x = −1 y x = 2 y luego sube. La recta horizontal y = 4 la corta en dos puntos. y = 4 mínimo 3 −1 2

La gráfica te dice cuántas soluciones tiene $|x - 2| + |x + 1| = k$: una recta horizontal $y = k$ no toca la gráfica si $k < 3$, toca todo el tramo plano si $k = 3$ (infinitas soluciones) y la corta dos veces si $k > 3$.

Las diferencias de valores absolutos dan "rampas" que se aplanan en ambos extremos.

Gráfica de f(x) = |x − 1| − |x − 4|: plana en −3 hasta x = 1, luego un segmento de pendiente 2 hasta el punto (4, 3), y después plana en 3. f(x) = −3 f(x) = 3 pendiente 2 1 4
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Simplifica la expresión algebraica $|x - 3| + |x + 2|$ sabiendo que la variable $x$ pertenece al intervalo $(-2, 3)$.

Simplifica la expresión algebraica $|x - 3| + |x + 2|$ sabiendo que la variable $x$ pertenece al intervalo $(-2, 3)$.

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La siguiente gráfica representa una función definida mediante la diferencia de dos valores absolutos, $f(x) = |x - a| - |x - b|$ con $a < b$. Observando los vértices y…

La siguiente gráfica representa una función definida mediante la diferencia de dos valores absolutos, $f(x) = |x - a| - |x - b|$ con $a < b$. Observando los vértices y los tramos constantes en la figura, determina los valores de los parámetros $a$ y $b$, y escribe la expresión analítica de $f(x)$ definida a trozos sin usar valores absolutos.

X Y −2 4 6 −6 f(x)
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Discute el número de soluciones de la ecuación $|x - 4| + |x + 1| = k$ en función de los valores del parámetro real $k$.

Discute el número de soluciones de la ecuación $|x - 4| + |x + 1| = k$ en función de los valores del parámetro real $k$.

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Resumen

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