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Matemática (61) · Unidad 1 — Números reales

Módulo y distancia en la recta

|x − c| es la distancia entre x y c. Leído así, |x − c| < r son los puntos que están a menos de r del centro c: un intervalo. Y |x − c| > r son los que están lejos: dos pedazos, uno a cada lado.

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La explicación

El módulo es una distancia

La definición dice que |x| = x si x ≥ 0 y |x| = −x si x < 0. Es correcta, pero la que sirve para resolver es otra: |x| es la distancia de x al 0. |6| = 6 y |−6| = 6 porque los dos están a 6 pasos del origen. Y más en general:

|x − c| = distancia entre x y c
|x + 2| = |x − (−2)| = distancia entre x y −2

Por eso «los números cuya distancia a −1 es menor o igual que 4» se escribe |x + 1| ≤ 4. Ojo con el signo del centro: en |x + 2| el centro es −2, no 2.

Ecuaciones: |x − c| = r

Si el módulo viene acompañado, primero se lo despeja: |x + 3| − 1 = 4 → |x + 3| = 5 → x = −8 o x = 2.

Inecuaciones: cerca o lejos del centro

|x − c| < r → c − r < x < c + r
(un intervalo: cerca del centro)
|x − c| > r → x < c − r ó x > c + r
(una unión: lejos del centro)

Con ≤ o ≥ los extremos entran. Y los casos con r negativo se contestan sin cuentas: |x| < −2 es ∅ (ninguna distancia es menor que un negativo) y |x| ≥ −2 es ℝ (toda distancia lo es).

El procedimiento cuando la x viene multiplicada

1. Despejá el módulo: dejalo solo de un lado.
2. Si del otro lado queda un negativo, contestá directamente (∅ o ℝ según el signo de la desigualdad).
3. Si es menor: abrí la doble, −r < expresión < r, y despejá en los tres miembros.
4. Si es mayor: partí en dos, expresión < −r ó expresión > r, resolvé cada una y uní.
|3x − 2| < 4
−4 < 3x − 2 < 4
−2 < 3x < 6 → (−2/3 ; 2)

Fijate que el centro del resultado, 2/3, es donde se anula lo de adentro, 3x − 2: siempre pasa, y sirve de control.

El control que conviene hacer siempre

El centro (donde se anula lo de adentro del módulo) tiene que estar adentro del resultado si la desigualdad es «menor», y afuera si es «mayor». Y probá un extremo: en |3x − 2| < 4 con x = 2 queda |4| = 4, que no es menor que 4, así que el 2 va con paréntesis.

Un ejercicio resuelto, paso a paso

Escribir como intervalo el conjunto {x ∈ ℝ / |2x + 1| < 7} y dar su centro y su radio.

Planteo: el módulo ya está despejado y del otro lado hay un positivo. «Menor» quiere decir «cerca»: se abre la doble.

−7 < 2x + 1 < 7

Se despeja en los tres miembros: restando 1 y dividiendo por 2 (positivo, no da vuelta nada).

−8 < 2x < 6
−4 < x < 3

El conjunto es (−4 ; 3). Los extremos no entran porque la desigualdad es estricta.

Centro y radio: el centro es el punto medio, (−4 + 3)/2 = −1/2, y el radio la mitad del largo, 7/2. Se ve también en la expresión: |2x + 1| = 2·|x + 1/2|, así que |2x + 1| < 7 es |x + 1/2| < 7/2.

Control: x = 0 (adentro): |1| = 1 < 7 ✔. x = 3 (el borde): |7| = 7, no es menor que 7 ✔. x = 4 (afuera): |9| = 9 ✔.

Dónde se pierde el punto: tomar como radio el 7 y como centro el −1, sin dividir por el 2 que acompaña a la x. Da (−8 ; 6), que tiene el doble del largo.

Y uno del nivel del parcial

a) Resolver |x + 4| − 3 = 5. b) Escribir como unión de intervalos {x ∈ ℝ / |x − 1| ≥ 4}. c) Resolver |3 − x| + 6 < 2.

a) Primero se despeja el módulo: |x + 4| = 8. Distancia 8 al −4:

x + 4 = 8 → x = 4  ó  x + 4 = −8 → x = −12

Control: |4 + 4| − 3 = 5 ✔ y |−12 + 4| − 3 = 8 − 3 = 5 ✔.

b) «Mayor o igual» es lejos del 1: a 4 o más de distancia.

x − 1 ≤ −4 → x ≤ −3  ó  x − 1 ≥ 4 → x ≥ 5
(−∞ ; −3] ∪ [5 ; +∞)

Control: el centro, 1, queda afuera (su distancia a sí mismo es 0) ✔; el −3 entra, porque |−4| = 4 ≥ 4 ✔.

c) Despejar primero: |3 − x| < −4. Un módulo es siempre ≥ 0, y nunca es menor que un negativo. Solución: ∅, sin ninguna cuenta más.

Dónde se pierde el punto: en c), abrir la doble −(−4) < 3 − x < −4, que da 4 < 3 − x < −4: un sinsentido que algunos igual «resuelven». Cuando del otro lado queda un negativo, se contesta mirando el signo.

Dónde se cae la mayoría

Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.

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