Função Módulo

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ESCOLA SECUNDÁRIA FRANCISCO DE HOLANDA FICHA de TRABALHO 10º Ano

Função Módulo Quando se representam dois pontos de abcissas simétricas sobre uma reta real, como por exemplo, os pontos A e B de abcissas 2 e -2, respetivamente, observa-se que a sua distância à origem da reta é a mesma, ou seja, para cada ponto essa distância é de 2 unidades. Distância = 2

Distância = 2

B

A -2

2

O

Geometricamente, a distância entre um ponto da reta real e a origem dessa reta é dada pelo valor absoluto da abcissa do ponto, usando-se a notação módulo ou valor absoluto para o exprimir simbolicamente. 2  .......

2  .......

0  .......

 0,1  .......

20  ....... 3

Como vimos, estabeleceu-se uma correspondência entre cada número real e o seu valor absoluto, essa correspondência é unívoca, tratando-se, portanto, de uma função, designada por função módulo.

DEFINIÇÃO Chama-se função módulo à função que associa a cada número real x o seu valor absoluto x f : IR  IR x  f x  x

e

 ............. x  .............

se x  0 se x  0

Mais genericamente, dada uma função real de variável real definida por p  x  :  ............. p x    .............

se p  x   0 se p  x   0

O gráfico de x  x é constituído por duas semirretas com a mesma origem:

a reta ……………… para x  0,  e a reta ……………… para x   ,0 

O gráfico da função y  x também pode ser obtido através da representação da função y  x substituindo os pontos de ordenada menor do que zero pelos seus simétricos relativamente ao eixo das abcissas.

y x


Vamos estudar a família de funções escritas na forma y  a x  h  k , a  0

1. Comecemos por estudar AS FUNÇÕES DO TIPO y  a x No referencial da figura ao lado tens representadas graficamente as funções y  x e y  2 x , aproveita-o para nele representares também as funções y  0,5 x , y  2 x e y   x Procura retirar conclusões sobre os gráficos das funções deste tipo.

Conclusões: Gráficos de y  a x

a  0 

O gráfico de uma função do tipo y  a x

 a  0  tem a forma de um “V” com a abertura voltada para

cima se ………., com a abertura voltada para baixo se ……….. O vértice é o ponto de coordenadas (.... , ....) O eixo de simetria do gráfico é o eixo dos ….... , de equação ….... Domínio: ........ Contradomínio: . se

a  0 :.......... a  0 :..........

Quanto à paridade, são funções ……..….. O gráfico de uma função do tipo y  a x

 a  0  obtém-se do gráfico da função y  x , efetuando uma

dilatação vertical de coeficiente a (se a  1  a  1 ) ou uma contração vertical coeficiente a (se 1  a  0  0  a  1 ).

2. FUNÇÕES DO TIPO y  a x  k

 a  0

Sabendo que V1 é a representação gráfica da função y  x , quais as expressões analíticas das funções representadas graficamente por V2 e V3 ? Nota: a abertura dos gráficos mantém-se.

Procura retirar conclusões sobre os gráficos das funções deste tipo. Como obter o gráfico das funções y  2 x  1 e y  2 x  3 a partir do gráfico da função y  x ?


Conclusões:

 a  0

Gráficos de funções y  a x  k

São gráficos com a mesma ....................... de y  a x e que sofreram uma translação vertical de ...….... unidades - translação associada ao vetor ………….. O sentido da translação é igual ao sinal de ....... O vértice é o ponto de coordenadas (.... , ....) O eixo de simetria do gráfico é o eixo dos ….... , de equação ….... Domínio: .............. Contradomínio: . se

a  0 :.......... a  0 :..........

Quanto à paridade, são funções ……..…..

3. FUNÇÕES DO TIPO y  a x  h

 a  0

Sabendo que V1 é a representação gráfica da função y  2,5 x , quais as expressões analíticas graficamente por V2 e V3 ?

das

funções

representadas

Nota: a abertura dos gráficos mantém-se.

Procura retirar conclusões sobre os gráficos das funções deste tipo. Como obter o gráfico das funções y  2 x  1 e y  2 x  4 a partir do gráfico da função y  x ?

Conclusões: Gráficos de y  a x  h

 a  0

São gráficos com a mesma ....................... de y  a x e que sofreram uma translação horizontal de ...….... unidades - translação associada ao vetor ………….. O sentido da translação é igual ao sinal de ....... O vértice é o ponto de coordenadas (.... , ....) O eixo de simetria do gráfico é a reta vertical de equação ….... Domínio: .............. Contradomínio: . se

a  0 :.......... a  0 :..........

É uma função par se …………


4. FUNÇÕES DO TIPO y  a x  h  k Sabendo que V1

é

 a  0

a representação gráfica da função

y  0,8 x , quais as expressões analíticas das funções

representadas graficamente por V2 e V3 ? Nota: a abertura dos gráficos mantém-se.

Procura retirar conclusões sobre os gráficos das funções deste tipo. Que se pode prever sobre o gráfico da função y  2 x  2  1 ?

Conclusões: Gráficos de y  a x  h  k

 a  0

(caso geral)

O gráfico de uma função do tipo y  a x  h  k

 a  0

obtém-se do gráfico da função y  x ,

efetuando uma dilatação vertical de coeficiente a (se a  1  a  1 ) ou uma contração vertical coeficiente a (se 1  a  0  0  a  1 ), seguida de uma ………………………. associada ao vetor…………….. O vértice é o ponto de coordenadas (.... , ....) O eixo de simetria do gráfico é a reta vertical de equação ……... Domínio: .............. Contradomínio: . se

a  0 :.......... a  0 :..........

É uma função par se ……….…

Exemplos 1. Associa a cada uma das funções representadas graficamente no referencial da figura ao lado a sua expressão analítica:

f  x   2 x  1  2 g x 

1 x 1 2 3

h x   x  1 ix   x  2 1 jx  3 x  2  1


2. Determina uma expressão analítica da função representada graficamente na figura ao lado. (Nota: o ponto de coordenadas (0 , 8) pertence ao gráfico da função e o seu vértice é o ponto de coordenadas (4 , 2)). 3. Seja g a função real de variável real definida por g ( x)  3 2 x  1  1 . Apresenta uma expressão analítica que represente g na forma y  a x  h  k , a  0 e esboça o gráfico de g, começando por determinar as coordenadas do respetivo vértice. Assinala, na tua representação, o eixo de simetria, o vértice e mais dois pontos do gráfico, simétricos relativamente ao eixo de simetria.

 p  x  4. Tendo em atenção que p  x     p  x 

se

p  x  0

se

p  x  0

define analiticamente, por ramos, sem usar o símbolo

de valor absoluto, as funções representas a seguir: f ( x)  x  3 e g ( x)  1  2 x 5. Explica como se pode obter o gráfico de cada uma das funções reais de variável real definidas pelas expressões seguintes, a partir do gráfico da função real de variável real definida por y  x , utilizando a linguagem das transformações de funções. a)

y  x 1

b) y  2 x  1

c) y  2 x  2

d) y 

2 x 1  3 3

RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES COM MÓDULO Vamos começar por considerar equações e inequações do tipo x  a , x  a e x  a , com a  IR

EXEMPLO: Determina o conjunto-solução de: 1.

x 3

2.

x 3

3.

x 3

Vamos começar por fazer resoluções gráficas que nos vão orientar para os processos a seguir nas resoluções analíticas. 1.

x 3 y

y

y x

3

x

O

-3

O conjunto-solução é: .....,.....

x  3  x  ..... 

x  .....

No caso geral, x  a , com a  IR , temos: ▪

Se a  0 - a equação é impossível;

Se a  0 - x  0  x  0 ;

Se a  0 -

x  a  x  a  x  a

O

x 3

3

x


2.

x 3 y

x 3

3

-3

O

3

x

O conjunto-solução é: ..... , .....

x 3  ......  x  ......  x  .......  x  ....... No caso geral, x  a , com a  IR , temos:

3.

se a  0 - a condição é impossível;

se a  0 -

x  a  x  a  x  a

x 3

y 3

-3

x 3

O

3

x

O conjunto-solução é: ......,......  ......,.......

x 3 

x  .......  x  ....... No caso geral, x  a , com a  IR , temos: ▪

se a  0 - a condição é universal e o conjunto-solução é IR ;

se a  0 -

x  0  x  IR \ 0

se a  0 -

x  a  x  a  x  a

Exemplos 1. Determina o conjunto-solução da: a) equação 4 x  2  3  0 b) inequação 1  3 x  4 c) inequação 2 x  1  1


2. Resolve a equação 1  2x  x  3 Nota: para resolver esta equação tem em atenção uma destas duas propriedades: I.

a  b  a  b  a  b

II.

a  b  a2  b2 , sendo a e b números reais não negativos.

3. Resolve a inequação x  3  x  2 Nota: para resolver esta inequação tem em atenção a seguinte propriedade:

a  b  a2  b2 , sendo a e b números reais não negativos.

EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO: 1. Considere a função g, de domínio IR , definida por g  x   x  3 Qual das equações seguintes tem duas soluções distintas? (A) g  x   1

(B) g  x   2

(C) g  x   3

(D) g  x   4

2. Em IR , qual das condições seguintes é equivalente à inequação x 2  4 ? (A) x  2

(B) x  4

(C)

x 2

(D) x  4

3. Na figura está o gráfico de uma função, de domínio IR , definida por

f  x   x  a  b , em que a e b designam dois números reais. Qual das afirmações seguintes é verdadeira? (A) a  0  b  0

(B) a  0  b  0

(C) a  0  b  0

(D) a  0  b  0

4. Considera a função f tal que f  x   1  6  2 x a) Escreve f  x  sem utilizar módulos. b) Representa graficamente a função f c) Resolve as seguintes inequações: c1) f  x   5 c2) f  x   4

5. Na figura ao lado está representada graficamente a função f, definida por f  x   2 x  1  3 .

f

y

a) Explica como se poderá obter o gráfico de f a partir do gráfico de

y 2 x b) A partir do gráfico de y  f  x  , esboça, justificando, o gráfico de

x y = -1

y   f  x  , y  f  x   3 e de y  f  x  2  c) Indica, justificando, os valores de x para os quais f  x   1

Olívia Canedo Maria José Vaz da Costa


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