Uploaded by JLO LAURA MIRANDA

Resolvamos problemas 21-11-2021 (1)

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VALOR ABSOLUTO
VALOR ABSOLUTO
El
valor
absoluto
de
un
número
real
π‘Ž
,
se
denota
por
|π‘Ž|
y
se
de
fine como:
π‘Ž; 𝑠𝑖 π‘Ž ≥ 0
|π‘Ž| =
− π‘Ž; 𝑠𝑖 π‘Ž < 0
PROPIEDADES
π·π‘Žπ‘‘π‘œπ‘ , π‘Ž, 𝑏 ∈ ℝ
Propiedades
1.-|π‘Ž| ≥ 0, π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘‘π‘œπ‘‘π‘œ π‘Ž ∈ ℝ
2.- |π‘Ž| = 0, ⇔ π‘Ž = 0
3.-|−π‘Ž| = |π‘Ž|
4.-|π‘Ž. 𝑏| = |π‘Ž|. |𝑏|
π‘Ž
Ejemplos
|π‘Ž|
5.-|𝑏 | = |𝑏| , 𝑏 ≠ 0
6.-|π‘Ž| = 𝑏 ⇔ (𝑏 ≥ 0) ∧ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
7.- |π‘Ž| = |𝑏| ⇔ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
8.-|π‘Ž 𝑛 | = |π‘Ž|𝑛 , 𝑛 ∈ β„š
9.-|π‘Ž|2 = π‘Ž 2
10.-−|π‘Ž| ≤ π‘Ž ≤ |π‘Ž|
11.-|π‘Ž| ≥ |𝑏| ⇔ π‘Ž 2 ≥ 𝑏2
|π‘Ž| > |𝑏| ⇔ π‘Ž 2 > 𝑏2
12.-|π‘₯| ≤ 𝑏 ⇔ 𝑏 ≥ 0 ∧ −𝑏 ≤ π‘₯ ≤ 𝑏
|π‘₯| < 𝑏 ⇔ 𝑏 > 0 ∧ −𝑏 < π‘₯ < 𝑏
13.-|π‘₯| ≥ 𝑏 ⇔ π‘₯ ≤ −𝑏 ∨ π‘₯ ≥ 𝑏
|π‘₯| > 𝑏 ⇔ π‘₯ < −𝑏 ∨ π‘₯ > 𝑏
|−12| = 12 ≥ 0
|0| = 0
|7| = |−7| = 7
|(−4)(15)| = |−4|. |15| = 60
|−6|
−6
6
| |=
=
|11| 11
11
|π‘Ž| = 12 ⇒ π‘Ž = 12 ∨ π‘Ž = −12
|π‘Ž| = |−4| ⇒ π‘Ž = −4 ∨ π‘Ž = −(−4) = 4
|−25 | = |−2|5 = 25 = 32
|−15|2 = (−15)2 = 225
−|5| ≤ 5 ≤ |5|
|−8| ≥ |−5| ⇔ (−8)2 ≥ (−5)2
|6| > |3| ⇔ 62 > 32
|π‘₯ − 2| ≤ 6 ⇔ −6 ≤ π‘₯ − 2 ≤ 6 ⇔ −4 ≤ π‘₯ ≤ 8
|π‘₯ + 3| < 8 ⇔ −8 < π‘₯ + 3 < 8 ⇔ −11 < π‘₯ < 5
|π‘₯| ≥ −2 ⇔ π‘₯ ≤ 2 ∨ π‘₯ ≥ −2
|π‘₯| > 6 ⇔ π‘₯ < −6 ∨ π‘₯ > 6
Ejemplo 1
Resuelve, enℝ, la ecuación |2π‘₯ + 3| = 7
Solución
Por la propiedad 6: |π‘Ž| = 𝑏 ⇔ (𝑏 ≥ 0) ∧ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
|2π‘₯ + 3| = 7 ⇒ 2π‘₯ + 3 = 7
⇒
π‘₯=2
∴ 𝐢. 𝑆 = {−5; 2}
∨
∨ 2π‘₯ + 3 = −7
π‘₯ = −5
Ejemplo 2
Resuelve, en ℝ, la ecuación |3π‘₯ − 7| = |π‘₯ + 5|
Solución
Por la propiedad 7 |π‘Ž| = |𝑏| ⇔ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
|3π‘₯ − 7| = |π‘₯ + 5| ⇒ 3π‘₯ − 7 = π‘₯ + 5
∨ 3π‘₯ − 7 = −(π‘₯ + 5)
⇒π‘₯=6 ∨ π‘₯=
1
2
1
∴ 𝐢. 𝑆 = { ; 6}
2
Ejemplo 3
Resolver |π‘₯ − 4|2 − 5|π‘₯ − 4| + 6 = 0
Solución
Por la propiedad |π‘Ž|2 = π‘Ž 2
(π‘₯ − 4)2 − 5|π‘₯ − 4| + 6 = 0
π‘₯ 2 − 8π‘₯ − 5|π‘₯ − 4| + 22 = 0
¿ 𝑝𝑒𝑒𝑑𝑒 π‘Žπ‘π‘™π‘–π‘π‘Žπ‘Ÿ π‘™π‘Ž π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘ |π‘Ž| = 𝑏 ⇔ (𝑏 ≥ 0) ∧ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
Mejor consideremos la definición de valor absoluto:
π‘₯ − 4; π‘₯ ≥ 4
|π‘₯ − 4| =
−(π‘₯ − 4); π‘₯ < 4
ο‚·
π‘ƒπ‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘₯ ≥ 4
π‘₯ 2 − 8π‘₯ − 5(π‘₯ − 4) + 22 = 0 → π‘₯ 2 − 13π‘₯ + 42 = 0
→ π‘₯ 2 − 13π‘₯ + 42 = 0
ο‚·
π‘ƒπ‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘₯ < 4
𝐢. 𝑆 = {1,2,6,7}
→ 𝐢. 𝑆𝐼 = {6; 7}
π‘₯ 2 − 8π‘₯ − 5(4 − π‘₯) + 22 = 0 → π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2 = 0
→ π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2 = 0
Por tanto:
→ (π‘₯ − 6)(π‘₯ − 7) = 0
→ (π‘₯ − 2)(π‘₯ − 1) = 0
→
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = {1,2}
Ejemplo 4
Resuelve, en ℝ, la inecuación |4π‘₯ − 5| < 3π‘₯ − 4
Solución
Por la propiedad 12
|π‘₯| < 𝑏 ⇔ 𝑏 > 0 ∧ −𝑏 < π‘₯ < 𝑏
|4π‘₯ − 5| < 3π‘₯ − 4 ⇒ (3π‘₯ − 4 > 0) ∧ (−3π‘₯ + 4 < 4π‘₯ − 5 < 3π‘₯ − 4
4
⇒ (π‘₯ > ) ∧ (−3π‘₯ + 4 < 4π‘₯ − 5 ∧ 4π‘₯ − 5 < 3π‘₯ − 4)
3
4
9
⇒ (π‘₯ > ) ∧ (π‘₯ >
∧
3
7
π‘₯ < 1)
4
⇒ (π‘₯ > ) ∧ (∅)
3
∴ 𝐢. 𝑆 = ∅
Ejemplo 5
Resuelve, en ℝ, la inecuación |2π‘₯ − 3| ≥ −π‘₯
Solución
Por la propiedad 13
|π‘₯| ≥ 𝑏 ⇔ π‘₯ ≤ −𝑏 ∨
|2π‘₯ − 3| ≥ −π‘₯ ⇒ 2π‘₯ − 3 ≥ −π‘₯
⇒π‘₯≥1
∨
π‘₯≥𝑏
∨
2π‘₯ − 3 ≤ π‘₯
π‘₯≤3
∴ 𝐢. 𝑆 = ℝ
Ejemplo 6
Resuelve, en ℝ, la inecuación 1 < |π‘₯ − 1| ≤ π‘₯ + 1
Rpta
∴ 𝐢. 𝑆 =< 2, ∞ >
Ejemplo 7
𝑆𝑖 π‘š < 0, β„Žπ‘Žπ‘™π‘™π‘Žπ‘Ÿ 𝑒𝑙 π‘π‘œπ‘›π‘—π‘’π‘›π‘‘π‘œ π‘ π‘œπ‘™π‘’π‘π‘–ó𝑛 𝑑𝑒 π‘™π‘Ž π‘–π‘›π‘’π‘π‘’π‘Žπ‘π‘–ó𝑛 |π‘₯|2 − π‘š|π‘₯| > 0
Solución
ECUACIONES LINEALES CON MÁS DE UN VALOR ABSOLUTO
Ejemplo 8
Resuelve, en ℝ, la ecuación |π‘₯ − 8| + 5π‘₯ = 6 + |2π‘₯ − 3|
Solución
Hallamos los puntos en los que se da un cambio de signo en las expresiones que aparecen en valor
absoluto.
Por definición de valor absoluto, tenemos:
π‘₯ − 8;
𝑠𝑖 π‘₯ ≥ 8
2π‘₯ − 3; 𝑠𝑖 π‘₯ ≥
|π‘₯ − 8| =
3
2
|2π‘₯ − 3| =
−(π‘₯ − 8);
− (2π‘₯ − 3); 𝑠𝑖 π‘₯ <
𝑠𝑖 π‘₯ < 8
Los puntos en que se da cambio de signo son:
3
2
3
2
𝑦 8
Ubicamos los puntos de cambio de signo en la recta real e identificamos los intervalos que se forman,
tal como se muestra a continuación.
II
III
I
3
2
8
Como se forman tres intervalos, tenemos:
Intervalo I:
Intervalo II:
Intervalo III:
3
π‘₯<2
3
2
≤π‘₯<8
π‘₯≥8
Resolvemos la ecuación en cada intervalo y hallamos sus respectivos conjuntos solución:
Intervalo I: π‘₯ < 3/2
−(π‘₯ − 8) + 5π‘₯ = 6 − (2π‘₯ − 3)
−π‘₯ + 8 + 5π‘₯ = 6 − 2π‘₯ + 3
1
6π‘₯ = 1 → π‘₯ =
6
Como el valor de x hallado,
pertenece al intervalo I.
1
Entonces: 𝐢. 𝑆𝐼 = { ]
6
3
Intervalo II:2 ≤ π‘₯ < 8
−(π‘₯ − 8) + 5π‘₯ = 6 + 2π‘₯ − 3
−π‘₯ + 8 + 5π‘₯ = 3 + 2π‘₯
5
π‘₯=−
2
Como el valor de x hallado no
pertenece al intervalo II
Entonces:𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = ∅
Intervalo III:π‘₯ ≥ 8
π‘₯ − 8 + 5π‘₯ = 6 + 2π‘₯ − 3
4π‘₯ = 11
11
π‘₯=
4
Como el valor de x hallado, no
pertenece al intervalo III.
Entonces: 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = ∅
Finalmente, el conjunto solución de la ecuación es igual a la unión de los conjuntos solución hallados
en cada uno de los intervalos.
1
1
6
6
Por tanto, 𝐢. 𝑆 = 𝐢. 𝑆𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = { } ∪ ∅ ∪ ∅ = { }
Ejemplo 9
Resolver
|3π‘₯ − 1| − |π‘₯ + 2| = 1
Solución
3π‘₯ − 1;
π‘₯≥
1
π‘₯ + 2;
3
|3π‘₯ − 1|
|π‘₯ + 2| =
−(3π‘₯ − 1);
1
π‘₯<3
−(π‘₯ + 2); π‘₯ < −2
Ordenamos los intervalos:
ο‚·
π‘ƒπ‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘₯ < −2
− (3π‘₯ − 1) − [−(π‘₯ + 2)] = 1
π‘ƒπ‘’π‘Ÿπ‘œ π‘₯ = 1 ∉< −∞; −2 >
→π‘₯=1
𝐢. 𝑆𝐼 = ∅
𝐷𝑒 π‘œπ‘‘π‘Ÿπ‘Ž π‘“π‘œπ‘Ÿπ‘šπ‘Ž: 𝐢. 𝑆𝐼 =< −∞; −2 >∩ {1] = ∅.
ο‚·
1
π‘ƒπ‘Žπ‘Ÿπ‘Ž − 2 ≤ π‘₯ < 3
π‘₯=−
− (3π‘₯ − 1) − (π‘₯ + 2) = 1
1
1
∈ ≤ −2; >
2
3
1
π‘ƒπ‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘₯ ≥ 3
1
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = {− }
2
(3π‘₯ − 1) − (π‘₯ + 2) = 1
1
π‘₯ = 2 ∈ ≤ ; +∞ >
3
𝐷𝑒 π‘œπ‘‘π‘Ÿπ‘Ž π‘“π‘œπ‘Ÿπ‘šπ‘Ž: 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 =≤
𝟏
𝑷𝒐𝒓 𝒕𝒂𝒏𝒕𝒐 π‘ͺ. 𝑺 = {− : 𝟐}
𝟐
→π‘₯=2
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = {2}
1
; +∞ >∩ {2] = {2}
3
1
→ π‘₯ = −2
1
1
1
𝐷𝑒 π‘œπ‘‘π‘Ÿπ‘Ž π‘“π‘œπ‘Ÿπ‘šπ‘Ž: 𝐢. 𝑆𝐼𝐼 =≤ −2; >∩ {− ] = {− }
3
2
2
ο‚·
π‘₯ ≥ −2
Ejemplo 10 Resolver
2 − |2 − π‘₯| − π‘₯
<0
|π‘₯ − π‘₯ 2 | − 2
Solución
Utilizamos la expresión: |π‘Ž. 𝑏| = |π‘Ž|. |𝑏|
2 − |2 − π‘₯| − π‘₯
<0
|π‘₯||π‘₯ − 1| − 2
π‘₯;
π‘₯≥0
|π‘₯| =
π‘₯ − 1;
π‘₯≥1
|π‘₯ − 1| =
−π‘₯;
π‘₯<0
π‘₯ − 2;
π‘₯≥2
|π‘₯ − 2| =
1 − π‘₯;
π‘₯<1
2 − π‘₯;
π‘₯<2
Ordenamos los intervalos
π‘₯<0
→
2 − (2 − π‘₯) − π‘₯
<0
(−π‘₯)((1 − π‘₯) − 2
→
π‘₯2
0≤π‘₯<1
→
2 − (2 − π‘₯) − π‘₯
<0
(π‘₯)((1 − π‘₯) − 2
→
1≤π‘₯<2
→
2 − (2 − π‘₯) − π‘₯
<0
(π‘₯)((π‘₯ − 1) − 2
→
π‘₯≥2
→
2 − (π‘₯ − 2) − π‘₯
<0
(π‘₯)((π‘₯ − 1) − 2
→
0
<0
−π‘₯−2
→ 𝐢𝑆𝐼 = ∅
0
<0
π‘₯2 − π‘₯ − 2
→ 𝐢𝑆𝐼𝐼 = ∅
0
<0
−π‘₯−2
→ 𝐢𝑆𝐼𝐼𝐼 = ∅
π‘₯2
2π‘₯ − 4
>0
(π‘₯ − 2)(π‘₯ + 1)
𝐢. 𝑆𝐼𝑉 = < −1; +∞ > ∩ < 2; +∞ ≥ = < 2; +∞ >
π‘ƒπ‘œπ‘Ÿ π‘‘π‘Žπ‘›π‘‘π‘œ 𝐢. 𝑆 = 𝐢. 𝑆𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝑉 =< 2; +∞ >
→
2
π‘₯+1
→ π‘₯ > −1
π‘₯ ≠ 2, −1
Ejemplo 11
Hallar el conjunto solución de la siguiente inecuación:
|π‘₯ + 1| + 2|π‘₯ − 2| < 9
Solución
Hallamos los puntos en los que se da un cambio de signo en las expresiones que aparecen en valor
absoluto.
Por definición de valor absoluto, tenemos:
π‘₯ + 1;
𝑠𝑖 π‘₯ ≥ −1
π‘₯ − 2; 𝑠𝑖 π‘₯ ≥2
|π‘₯ + 1| =
|π‘₯ − 2| =
−(π‘₯ + 1); 𝑠𝑖 π‘₯ < −1
−(π‘₯ − 2); 𝑠𝑖 π‘₯ < 2
Los puntos en los que se da un cambio de sigo son: −1 𝑦 2
Ubicamos los puntos de cambio de sigo en la recta real y obtenemos tres intervalos, tal como se
muestra a continuación:
I
III
II
-1
2
Los intervalos son:
π‘₯ < −1
Intervalo I:
Intervalo II:
−1 ≤ π‘₯ < 2
Intervalo III:
π‘₯≥2
Resolvemos la inecuación en cada intervalo y hallamos sus respectivos conjuntos solución:
Intervalo I: π‘₯ < −1
|π‘₯ + 1| + 2|π‘₯ − 2| < 9
−(π‘₯ + 1) − 2(π‘₯ − 2) < 9
π‘₯ > −2
El conjunto solución de la inecuación
en este intervalo es igual a:
𝐢. 𝑆𝐼 = (π‘₯ < −1) ∧ (π‘₯ > −2)
Por tanto
𝐢. 𝑆𝐼 =< −2; −1 >
Intervalo II: −1 ≤ π‘₯ < 2
|π‘₯ + 1| + 2|π‘₯ − 2| < 9
(π‘₯ + 1) − 2(π‘₯ − 2) < 9
π‘₯ > −4
El conjunto solución de la
inecuación en este intervalo es
igual a:
Intervalo III: π‘₯ ≥ 2
|π‘₯ + 1| + 2|π‘₯ − 2| < 9
(π‘₯ + 1) + 2(π‘₯ − 2) < 9
π‘₯<4
El conjunto solución de la
inecuación en este intervalo es
igual a:
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = (−1 ≤ π‘₯ < 2) ∧ (π‘₯ > −4)
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = (π‘₯ ≥ 2) ∧ (π‘₯ < 4)
Por tanto
Por tanto
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = [−1; 2 >
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = [2; 4 >
Finalmente, el conjunto solución de la ecuación es igual a la unión de los conjuntos solución hallados
en cada uno de los intervalos.
Por tanto:
𝐢. 𝑆 = 𝐢. 𝑆𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 =< −2; −1 >∪ [−1; 2 >∪ [2; 4 >=< −2; 4 >
Ejemplo 12
Hallar el conjunto solución de:|π‘₯ 2 − π‘₯| − π‘₯|π‘₯| − π‘₯ 2 ≥ 0
Solución
πΏπ‘Ž 𝑒π‘₯π‘π‘Ÿπ‘’π‘ π‘–ó𝑛 𝑒𝑠 π‘’π‘žπ‘’π‘–π‘£π‘Žπ‘™π‘’π‘›π‘‘π‘’ π‘Ž: |π‘₯||π‘₯ − 1| − π‘₯|π‘₯| − π‘₯ 2 ≥ 0
𝑠𝑒 π‘’π‘‘π‘–π‘™π‘–π‘§π‘œ |π‘Ž. 𝑏| = |π‘Ž|. |𝑏|
Por definición de valor absoluto, tenemos:
π‘₯;
𝑠𝑖 π‘₯ ≥ 0
|π‘₯| =
π‘₯ − 1; 𝑠𝑖 π‘₯ ≥1
|π‘₯ − 1| =
− (π‘₯ − 1); 𝑠𝑖 π‘₯ < 1
−π‘₯; 𝑠𝑖 π‘₯ < 0
Trabajando por zonas con los valores de referencia: 0 y 1.
Intervalo I: π‘₯ < 0
|π‘₯||π‘₯ − 1| − π‘₯|π‘₯| − π‘₯ 2 ≥ 0
−π‘₯(−π‘₯ + 1) − π‘₯(−π‘₯) − π‘₯ 2 ≥ 0
π‘₯2 − 1 ≥ 0
El conjunto solución de la inecuación
en este intervalo es igual a:
𝐢. 𝑆𝐼 =< −∞; 0 >
Intervalo II: 0 ≤ π‘₯ < 1
|π‘₯||π‘₯ − 1| − π‘₯|π‘₯| − π‘₯ 2 ≥ 0
π‘₯(−π‘₯ + 1) − π‘₯(π‘₯) − π‘₯ 2 ≥ 0
−3π‘₯ 2 + π‘₯ ≥ 0
El conjunto solución de la
inecuación en este intervalo es
igual a:
1
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = [0; ]
3
1
1
3
3
Luego :𝐢. 𝑆 = 𝐢𝑆𝐼 ∪ 𝐢𝑆𝐼𝐼 ∪ 𝐢𝑆𝐼𝐼𝐼 =< −∞; 0 > ∪ [0; ] ∪ ∅ = ]−∞; ]
Intervalo III: π‘₯ ≥ 1
|π‘₯||π‘₯ − 1| − π‘₯|π‘₯| − π‘₯ 2 ≥ 0
π‘₯(π‘₯ − 1) − π‘₯(π‘₯) − π‘₯ 2 ≥ 0
π‘₯(π‘₯ + 1) ≤ 0
El conjunto solución de la
inecuación en este intervalo es
igual a: [-1;0]
Pero la solución no esta en el
intervalo III
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = (π‘₯ ≥ 1) ∧ [−1; 0]
Por tanto
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = ∅
Ejemplo 13
Hallar el conjunto solución de la siguiente e inecuación:
|π‘₯ − 6| − π‘₯ + |π‘₯ + 2|
<3
π‘₯−2
Hallamos los puntos en los que se da un cambio de signo en las expresiones que aparecen en valor
absoluto.
Por definición de valor absoluto, tenemos:
π‘₯ − 6;
𝑠𝑖 π‘₯ ≥ 6
π‘₯ + 2; 𝑠𝑖 π‘₯ ≥ −2
|π‘₯ − 6| =
|π‘₯ + 2| =
−(π‘₯ − 6); 𝑠𝑖 π‘₯ < 6
−(π‘₯ + 2); 𝑠𝑖 π‘₯ < −2
Los puntos en los que se da un cambio de sigo son: −2 𝑦 6
Ubicamos los puntos de cambio de sigo en la recta real y obtenemos tres intervalos, tal como se
muestra a continuación:
I
III
II
-2
6
Los intervalos son:
Intervalo I:
π‘₯ < −2
Intervalo II:
−2 ≤ π‘₯ < 6
Intervalo III:
π‘₯≥6
Resolvemos la inecuación en cada intervalo y hallamos sus respectivos conjuntos solución:
Intervalo I: π‘₯ < −2
|π‘₯ − 6| − π‘₯ + |π‘₯ + 2|
<3
π‘₯−2
−(π‘₯ − 6) − π‘₯ − (π‘₯ + 2)
<3
π‘₯−2
−3π‘₯ + 4
3π‘₯ − 5
−3<0→
>0
π‘₯−2
π‘₯−2
El conjunto solución es:
5
< −∞; >∪< 2; ∞ >
3
El conjunto solución de la inecuación en
este intervalo es igual a:
𝐢. 𝑆𝐼 = [< −∞; 5/3 >∪< 2; ∞ >] ∧ (π‘₯
< −2)
Por tanto
𝐢. 𝑆𝐼 =< −∞; −2 >
Intervalo II: −2 ≤ π‘₯ < 6
|π‘₯ − 6| − π‘₯ + |π‘₯ + 2|
<3
π‘₯−2
−(π‘₯ − 6) − π‘₯ + (π‘₯ + 2)
<3
π‘₯−2
8−π‘₯
2(2π‘₯ − 7)
−3 < 0 →
>0
π‘₯−2
π‘₯−2
El conjunto solución es:
7
< −∞; 2 >∪< ; ∞ >
2
El conjunto solución de la inecuación
en este intervalo es igual a:
7
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = [< −∞; 2 >∪< ; ∞
2
>] ∧ (−2 ≤ π‘₯
< 6)
Por tanto
7
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = [−2; 2 >∪< ; 6 >
2
Intervalo III: π‘₯ ≥ 6
|π‘₯ − 6| − π‘₯ + |π‘₯ + 2|
<3
π‘₯−2
(π‘₯ − 6) − π‘₯ + (π‘₯ + 2)
<3
π‘₯−2
π‘₯−4
−3<0
π‘₯−2
El conjunto solución de la inecuación
en este intervalo es igual a:
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = (π‘₯ ≥ 2) ∧ (π‘₯ < 4)
Por tanto
𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 = [2; 4 >
Finalmente, el conjunto solución de la ecuación es igual a la unión de los conjuntos solución hallados
en cada uno de los intervalos.
Por tanto: 𝐢. 𝑆 = 𝐢. 𝑆𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼𝐼 =< −2; −1 >∪ [−1; 2 >∪ [2; 4 >=< −2; 4 >
Ejemplo 14
|π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 5| ≥ |π‘₯ 2 + 4π‘₯ + 1|
Solución
Aplicaremos la propiedad: |π‘Ž|2 = π‘Ž 2
Elevando al cuadrado ambos términos:
|π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 5|2 ≥ |π‘₯ 2 + 4π‘₯ + 1|2
(π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 5)2 − (π‘₯ 2 + 4π‘₯ + 1)2 ≥ 0
(π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 5 + π‘₯ 2 + 4π‘₯ + 1)(π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 5 − π‘₯ 2 − 4π‘₯ − 1) ≥ 0
(2π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 4)(−6π‘₯ − 6) ≥ 0
(π‘₯ 2 − π‘₯ − 2)(−3π‘₯ − 3) ≥ 0
3(π‘₯ 2 − π‘₯ − 2)(π‘₯ + 1) ≤ 0
3(π‘₯ − 1)(π‘₯ + 2)(π‘₯ + 1) ≤ 0
𝐢. 𝑆 =< −∞; −2 > ∪ < 1; 1 >
Ejemplo 15
Analice la verdad o falsedad de la siguiente afirmación
π‘₯−3
𝑆𝑖 |π‘₯| ≤ 2, π‘’π‘›π‘‘π‘œπ‘›π‘π‘’π‘  |
|≤5
π‘₯+3
Solución
π‘₯−3
Notemos que:π‘₯+3 =
(π‘₯+3)−6
π‘₯+3
6
= 1 − π‘₯+3
En la expresión ⌈π‘₯⌉ ≤ 2 π‘’π‘ π‘Žπ‘šπ‘œπ‘  π‘™π‘Ž π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘ |π‘₯| ≤ 𝑏 ⇔ 𝑏 ≥ 0 ∧ −𝑏 ≤ π‘₯ ≤ 𝑏
−2 ≤ π‘₯ ≤ 2 → 1 ≤ π‘₯ + 3 ≤ 5 →
→
1
1
≤
≤1
5 π‘₯+3
6
6
6
6
≤
≤ 6 → −6 ≤ −
≤−
5 π‘₯+3
π‘₯+3
5
−5 ≤ 1 −
6
1
6
1
≤ − → −5 ≤ 1 −
≤− ≤5
π‘₯+3
5
π‘₯+3
5
π‘₯−3
|
|≤5
π‘₯+3
Es verdadero
Ejemplo 16 Hallar el conjunto solución en los números reales de:
||2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1| − π‘₯ 2 | = π‘₯ + 4
Solución
ο‚·
Como la expresión cuadrática 2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑒 π‘‘π‘–π‘ π‘π‘Ÿπ‘–π‘šπ‘–π‘›π‘Žπ‘›π‘‘π‘’ π‘›π‘’π‘”π‘Žπ‘‘π‘–π‘£π‘œ 𝑦 2 >
0, 𝑠𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑒
2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1 > 0 π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘Ž π‘‘π‘œπ‘‘π‘œ π‘₯ π‘Ÿπ‘’π‘Žπ‘™. 𝐷𝑒 π‘šπ‘œπ‘‘π‘œ π‘žπ‘’π‘’ 𝑠𝑒 π‘π‘’π‘šπ‘π‘™π‘’ |2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1| = 2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1
ο‚·
𝐴𝑠í π‘™π‘Ž π‘’π‘π‘’π‘Žπ‘π‘–ó𝑛 ||2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1| − π‘₯ 2 | = π‘₯ + 4 𝑒𝑠 π‘’π‘žπ‘’π‘–π‘£π‘Žπ‘™π‘’π‘›π‘‘π‘’ π‘Ž:
|(2π‘₯ 2 − π‘₯ + 1) − π‘₯ 2 | = π‘₯ + 4, 𝑒𝑠 π‘‘π‘’π‘π‘–π‘Ÿ |π‘₯ 2 − π‘₯ + 1 | = π‘₯ + 4
π‘ˆπ‘ π‘Žπ‘›π‘‘π‘œ π‘™π‘Ž 𝑠𝑖𝑔𝑒𝑖𝑒𝑛𝑑𝑒 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘: |π‘Ž| = 𝑏 ⇔ (𝑏 ≥ 0) ∧ (π‘Ž = 𝑏 ∨ π‘Ž = −𝑏)
π‘₯ + 4 ≥ 0 ∧ (π‘₯ 2 − π‘₯ + 1 = π‘₯ + 4
π‘₯ ≥ −4 ∧ (π‘₯ 2 − 2π‘₯ − 3 = 0
∨ π‘₯ 2 + 5 = 0)
π‘₯ ≥ −4 ∧ ((π‘₯ − 3)(π‘₯ + 1) = 0
π‘₯ ≥ −4 ∧ ((π‘₯ = 3
∨ π‘₯ 2 − π‘₯ + 1 = −(π‘₯ + 4))
∨ π‘₯ 2 + 5 = 0)
∨ π‘₯ = −1) ∨
π‘₯ ∈ ∅)
π‘ƒπ‘œπ‘Ÿ π‘π‘œπ‘›π‘ π‘–π‘”π‘’π‘–π‘’π‘›π‘‘π‘’. 𝐢. 𝑆 = {−1; 3}
Ejemplo 17 Hallar el conjunto solución en los números reales de:
2π‘₯ + |3π‘₯ − 2| ≥ |π‘₯ + 4|
3
Respuesta:]−∞; −1] ∪ [ ; +∞[
2
Ejemplo 18 Hallar el conjunto solución en los números reales de:
|
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 1
|<1
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
Solución
La inecuación equivale a: |1 −
1
π‘₯ 2 −3π‘₯+2
|<1
Aplicando la propiedad de valor absoluto: |π‘₯| < 𝑏 ⇔ 𝑏 > 0
∧
1
1
< 1 ↔ −2 < − 2
<0
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
π‘₯ − 3π‘₯ + 2
↔
−1 < 1 −
↔
π‘₯2
1
>0
− 3π‘₯ + 2
∧
π‘₯2
−𝑏 < π‘₯ < 𝑏
0<
1
<2
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
1
<2
− 3π‘₯ + 2
Resolvemos el primer caso
π‘₯2
1
>0
− 3π‘₯ + 2
↔
1
> 0 ↔ (π‘₯ − 2)(π‘₯ − 1) > 0
(π‘₯ − 2)(π‘₯ − 1)
𝐢. 𝑆𝐼 = ]−∞; 1[ ∪ ]2; +∞[
Resolvemos el segundo caso:
1
<2
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
↔
1
−2<0 ↔
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
(
1 − 2π‘₯ 2 + 6π‘₯ − 4
2π‘₯ 2 − 6π‘₯ + 3
)
<
0
↔
>0
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
1
<2
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
↔
1
−2<0 ↔
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
(
1 − 2π‘₯ 2 + 6π‘₯ − 4
2π‘₯ 2 − 6π‘₯ + 3
)
<
0
↔
>0
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
π‘₯ 2 − 3π‘₯ + 2
↔
(π‘₯ −
3 + √3
3 − √3
2 )(π‘₯ − 2 ) < 0
(π‘₯ − 2)(π‘₯ − 1
Haciendo los intervalos en la recta numérica:
𝐢. 𝑆𝐼𝐼 = ]−∞;
3 − √3
3 + √3
[ ∪ ]1; 2[ ∪ ]
; +∞[
2
2
El conjunto solución final es:
𝐢. 𝑆 = 𝐢. 𝑆𝐼 ∪ 𝐢. 𝑆𝐼𝐼= ]−∞;
3 − √3
3 + √3
[∪]
; +∞[
2
2
Ejemplo 19 Hallar el conjunto solución en los números reales de:
|π‘₯ − 4|2 − 5|π‘₯ − 4| + 6 = 0
Solución
¿Cuál es plan?
𝐢. 𝑆 = {1; 2; 6; 7}
Ejemplo 20 Resolver
2|π‘₯ − 1| − 3|π‘₯ − 2| + |π‘₯ − 5| = π‘₯ + 2
Solución
π‘₯ − 1;
π‘₯≥1
|π‘₯ − 1| =
π‘₯ − 2;
π‘₯≥2
|π‘₯ − 2| =
1 − π‘₯;
π‘₯<1
π‘₯ − 5;
|π‘₯ − 5| =
2 − π‘₯;
π‘₯<2
5 − π‘₯;
Ordenando los intervalos:
Caso: π‘₯ < 1
2(1 − π‘₯) − 3(2 − π‘₯) + (5 − π‘₯) = π‘₯ + 2
π‘₯ = −1
¡Recordar! 𝐢𝑆𝐼 =< −∞; 1 >∩ {−1} = {−1}
Continuar con los intervalos II,III,IV.
5 7
πΆπ‘†π‘‘π‘œπ‘‘π‘Žπ‘™ = {−1; ; }
3 3
π‘₯≥5
π‘₯<5
PROPIEDADES DEL MÁXIMO ENTERO DE UN NÚMERO REAL
Propiedades
1.π‘₯ ∈ 𝑅 ⟦π‘₯⟧ ∈ 𝑍
2.π‘₯ ∈ 𝑅 ⟦π‘₯⟧ ≤ π‘₯
3.⟦⟦π‘₯⟧⟧ = ⟦π‘₯⟧
4.⟦⟦π‘₯⟧ + π‘šβŸ§ = ⟦π‘₯⟧ + π‘š π‘š ∈ 𝑍
5.- π‘₯ ∈ 𝑅
0 ≤ π‘₯ − ⟦π‘₯⟧ ≤ 1
⟦π‘₯⟧ < π‘š ↔ π‘₯ < π‘š
6.⟦π‘₯⟧ ≤ π‘š ↔ π‘₯ < π‘š + 1
7.⟦π‘₯⟧ ≥ π‘š ↔ π‘₯ ≥ π‘š
8.⟦π‘₯⟧ > π‘š ↔ π‘₯ ≥ π‘š + 1
9.10.- ⟦π‘₯⟧ ≤ βŸ¦π‘¦βŸ§ ↔ π‘₯ ≤ 𝑦
11.- ⟦π‘₯ + π‘¦βŸ§ ≥ ⟦π‘₯⟧ + βŸ¦π‘¦βŸ§
12.- ⟦π‘₯⟧ = 𝑛
↔
𝑛≤ π‘₯ < 𝑛+1
Ejemplos
⟦8.5⟧ = 8 ∈ 𝑍
⟦1.5⟧ ≤ 1.5
⟦⟦7.5⟧⟧ = ⟦7.5⟧
⟦⟦6.5⟧ + 4⟧ = ⟦6.5⟧ + 4
0 ≤ 12.5 − ⟦12.5⟧ ≤ 1
⟦10⟧ < 11
↔ 10 < 11
⟦−5⟧ ≤ −5
↔ −5 < −5 + 1
⟦13⟧ ≥ 13 ↔ 13 ≥ 13
⟦13.1⟧ ≥ 12 ↔ 13.1 ≥ 12 + 1
⟦12⟧ ≤ ⟦14.5⟧
↔ 12 ≤ 14.5
⟦10.8 + 5.5⟧ ≥ ⟦10.8⟧ + ⟦5.5⟧
Ejemplo 21 Hallar el conjunto solución de:
⟦2π‘₯ − |π‘₯|⟧ = π‘₯
Solución
De acuerdo con la definición de máximo entero ¿qué tipo de número es x?
→π‘₯∈𝑍
Teniendo en cuenta la siguiente propiedad:
πΈπ‘›π‘‘π‘œπ‘›π‘π‘’π‘ : 2π‘₯ − |π‘₯| = π‘₯
→
|π‘₯| = π‘₯ … … … . . (1)
En (1) deducimos que: π‘₯ ≥ 0 ¡ π‘π‘’π‘Ÿπ‘œ! 𝑠𝑒 β„Žπ‘Ž π‘‘π‘’π‘‘π‘’π‘π‘–π‘‘π‘œ π‘žπ‘’π‘’ π‘₯ ∈ 𝑍
π‘ƒπ‘œπ‘Ÿ π‘‘π‘Žπ‘›π‘‘π‘œ π‘₯ ∈ 𝑍 + = {1,2, … . , +∞} ∪ {0}
𝐢. 𝑆 = {1,2, … . , +∞} ∪ {0}
Ejemplo 22 Resolver
π‘₯+3
⟦
⟧ = −3
π‘₯+6
Solución
Por definición
⟦π‘₯⟧ = 𝑛
↔
𝑛≤ π‘₯ <𝑛+1
Por lo tanto, en el problema.
−3 ≤
π‘₯+3
< −3 + 1
π‘₯+6
−3 ≤ 1 −
3
< −2
π‘₯+6
1 π‘₯+6 1
≤
<
4
3
3
→
→ −3 ≤
→
π‘₯+3
< −2
π‘₯+6
2<
3
−1≤3
π‘₯+6
3
≤π‘₯+6<1
4
→
−
→
3<
3
≤4
π‘₯+6
21
≤ π‘₯ < −5
4
Por tanto:
−
𝐢. 𝑆 = [−
21
≤ π‘₯ < −5
4
ó
π‘₯ ∈ [−
21
; −5[
4
21
; −5[
4
Ejemplo 23 Resolver
⟦
|π‘₯ − 2| + 3
⟧≥5
2
Solución
Aplicamos la siguiente propiedad:
|π‘₯ − 2| + 3
≥5
2
∀π‘₯ ∈ 𝑅; ∀π‘š ∈ 𝑍
⟦π‘₯⟧ ≥ π‘š ↔ π‘₯ ≥ π‘š
↔ |π‘₯ − 2| ≥ 7
Aplicamos la propiedad:
(π‘₯ − 2) ≤ −7
∨
π‘₯ ≤ −5
∨
|π‘₯| ≥ 𝑏 ⇔ π‘₯ ≤ −𝑏 ∨
(π‘₯ − 2) ≥ 7
𝐢. 𝑆 =< −∞; −5] ∪ [9; +∞ >
π‘₯≥9
π‘₯≥𝑏
Ejemplo 24 Resolver
⟦
|π‘₯ + 2| + 3
⟧≥5
2
Solución
Utilizamos: ⟦π‘₯⟧ ≥ π‘š
↔π‘₯≥π‘š
|π‘₯ + 2| + 3
≥5
2
π‘₯+2
π‘₯ ≥ −2
|π‘₯ + 2| =
−(π‘₯ + 2)
π‘₯<2
𝑆𝑖 π‘₯ ≥ −2
𝑆𝑖
π‘₯<2
π‘₯+2+3
≥5
2
−(π‘₯ + 2) + 3
≥5
2
π‘₯≥5
π‘₯ ≤ −9
𝐢. 𝑆 =< −∞; −9 ≥ ∪ ≤ 5; +∞ >
Ejemplo 25 Resolver
⟦
4π‘₯ + 1
⟧≤4
4π‘₯ − 2
Solución
Utilizamos la propiedad: ⟦π‘₯⟧ ≤ π‘š
↔
4π‘₯ + 1
<5
4π‘₯ − 2
−16π‘₯ + 11
<0
4π‘₯ − 2
→
16π‘₯ − 11
<0
4π‘₯ − 2
1
11
𝐢. 𝑆 =< −∞; >∪<
; +∞ >
2
16
π‘₯ < π‘š+1
→
4π‘₯ + 1
−5<0
4π‘₯ − 2
⟦3π‘₯ − 5⟧ = 2π‘₯ + 1
Ejemplo 26 Resolver
Solución
Empleamos: ⟦π‘₯⟧ = 𝑛
𝑆𝑖
𝑛 ≤ π‘₯ < 𝑛 + 1,
𝑛∈𝑍
2π‘₯ + 1 ≤ 3π‘₯ − 5 < 2π‘₯ + 2
2π‘₯ + 1 ≤ 3π‘₯ − 5
∧
π‘₯≥6
→ π‘₯ ∈ [6; 7[
3π‘₯ − 5 < 2π‘₯ + 2
∧
π‘₯<7
… … … … … … … … … … . . (1)
Por la condición del problema: debe cumplirse que (2π‘₯ + 1) ∈ 𝑍
En (1)
6≤π‘₯<7 →
12 ≤ 2π‘₯ < 14
→
𝑆𝑖 2π‘₯ + 1 = 13 → π‘₯ = 6
𝐢. 𝑆 = {6;
13 ≤ 2π‘₯ + 1 < 15
2π‘₯ + 1 = 14 → π‘₯ =
→ 2π‘₯ + 1 = 13 π‘œ 14 … … … … . . (3)
13
2
13
}
2
⟦5π‘₯⟧ − 3π‘₯ − 4 = 0
Ejemplo 27 Resolver
Solución
De la ecuación tendremos: ⟦5π‘₯⟧ = 3π‘₯ + 4
Empleamos: ⟦π‘₯⟧ = 𝑛
𝑆𝑖
𝑛 ≤ π‘₯ < 𝑛 + 1,
𝑛∈𝑍
Por lo que: 𝑛 = 3π‘₯ + 4 ∈ 𝑍 … … … … . (1)
3π‘₯ + 4 ≤ 5π‘₯ < 3π‘₯ + 5
Aplicando la propiedad:
Resolviendo:
3π‘₯ + 4 ≤ 5π‘₯
∧
5π‘₯ < 3π‘₯ + 5
∧
π‘₯<2
2≤π‘₯
5
5
2 ≤ π‘₯ < 2 … … … … … … … … … . . (2)
Reemplazando de (1) : π‘₯ =
2≤
𝑛−4
3
𝑛−4 5
<
3
2
en (2)
→
10 ≤ 𝑛 <
23
2
→ 𝑛 = {10,11}
Por lo tanto, en (2)
π‘₯=
7
Respuesta: π‘₯ = {2; }
3
10 − 4
=2
3
∨
π‘₯=
11 − 4 7
=
3
3
Ejemplo 28 Resolver
⟦2π‘₯ −
10
⟧≥1
π‘₯
Solución
Utilizamos: ⟦π‘₯ + π‘šβŸ§ = ⟦π‘₯⟧ + π‘š
⟦2π‘₯ −
2π‘₯ −
10
⟧−1≥ 0
π‘₯
10
−1≥0
π‘₯
→ ⟦2π‘₯ −
⟦π‘₯⟧ ≥ π‘š ↔ π‘₯ ≥ π‘š
10
− 1⟧ ≥ 0
π‘₯
2π‘₯ 2 − π‘₯ − 10
≥0
π‘₯
→
→
(2π‘₯ − 5)(π‘₯ + 2)
≥0
π‘₯
Construyendo la recta númerica con los puntos críticos:
5
𝐢𝑆 =≤ −2; 0 > ∪ ≤ ; +∞ >
2
Ejemplo 29 Resolver
1
π‘₯−1
|⟦ π‘₯⟧ − √
| < √π‘₯
2
π‘₯
Ejemplo 30 Resolver
⟦π‘₯⟧ − ⟦3π‘₯⟧ = 1
Solución
Hagamos ⟦π‘₯⟧ = π‘˜; π‘˜ ∈ 𝑍
π‘’π‘›π‘‘π‘œπ‘›π‘π‘’π‘ 
π‘˜≤ π‘₯ < π‘˜+1
3π‘˜ ≤ 3π‘₯ < 3π‘˜ + 3 … … … . (1)
𝐷𝑒 (1)𝑠𝑒 π‘‘π‘’π‘ π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘‘π‘’ π‘žπ‘’π‘’: ⟦3π‘₯⟧ = 3π‘˜ ó 3π‘˜ + 1 ó 3π‘˜ + 2
Hagamos el siguiente cuadro, para el análisis:
⟦π‘₯⟧
⟦3π‘₯⟧
⟦π‘₯⟧ − ⟦3π‘₯⟧ = 1
k
K
3k
k-3k=1
-1/2
K
3k+1
k-(3k+1)=1
-1
k
3k+2
k-(3k+2)=1
-3/2
La única alternativa factible, es cuando K = -1, las otras alternativas no dan valores enteros para k.
𝑆𝑖 𝐾 = −1
⟦π‘₯⟧ = −1
∧
⟦3π‘₯⟧ = −2 π‘…π‘’π‘π‘’π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘Ž: ⟦π‘₯⟧ = 𝑛
−1 ≤ π‘₯ < 0
∧
−2 ≤ 3π‘₯ < −1
−1 ≤ π‘₯ < 0
∧
2
1
− ≤ 3π‘₯ < −
3
3
𝑆𝑖
𝑛 ≤ π‘₯ < 𝑛 + 1,
2 1
2
1
πΏπ‘’π‘’π‘”π‘œ 𝐢. 𝑆 = [−1; 0 >∩ [− ; − ≥ = [− ; −
3 3
3
3
𝑛∈𝑍
Ejemplo 31 Resolver
3⟦π‘₯⟧ − 5⟦2π‘₯⟧ + 4⟦3π‘₯⟧ = 4
1 1
3 5
π‘…π‘’π‘ π‘π‘’π‘’π‘ π‘‘π‘Ž: [ ; >∪ [ ; >
3 2
2 3
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