6. Desigualdades y valor absoluto.

La relación entre el valor absoluto y la distancia nos permite utilizar los valores absolutos para describir desigualdades, y esto nos conduce a las siguientes propiedades:


Si k es número positivo (k>0) y a, b, y x son números reales entonces:

1.

2.

Las propiedades 1 y 2 también son validas si £ se remplaza por <.

3. Si , entonces x = k, o, x = -k.

4. .

 

 

7.      Resolver |2x – 5| = 3.

Solución: Por la propiedad 3de (4), |2x – 5| = 3 es equivalente a las siguientes ecuaciones:

2x – 5 = 3 o 2x – 5 = - 3

Resolviendo 2x – 5 = 3. Tenemos:

2x = 3 +5

2x = 8

x = 8/2 = 4

Resolviendo 2x – 5 = - 3. Obtenemos:

2x = -3 + 5

2x = 2

x = 2/2 = 1

De aquí tenemos que la igualdad |2x – 5| = 3 tiene como solución los valores de x = 4 y x= 1.

 

8.      Resolver |3x + 3| = 15.

Solución: Por la propiedad 3de (4), |3x + 3| = 15 esta ecuación se cumplirá si

3x + 3 = 15 o bien , -(3x + 3) = 15

Resolviendo estas ecuaciones se tiene: 3x =15 - 3 o -3x = 15 + 3. De ahí que x = 4 o x = -6.

 

9.      Determinar el conjunto de soluciones que satisfaga la desigualdad |x - 5 |< 4.

Solución: De acuerdo con la propiedad 1 del párrafo 4, la desigualdad en valor absoluto es equivalente a la siguiente desigualdad:

-4 < x – 5 < 4

Sumando 5 a ambos lados de la desigualdad para despejar x tenemos:

-4 + 5 < x – 5 + 5 < 4 + 5

1 < x < 9

Por lo tanto la solución es el intervalo abierto (1, 9).

 

 

10.  Determinar el conjunto de soluciones que satisfaga la desigualdad |3x + 2 | ³ 4.

Solución: De acuerdo con la propiedad 2 del párrafo 4, la desigualdad en valor absoluto es equivalente a las siguientes desigualdades sin valor absoluto:

(a) 3x + 2 ³ 4 o (b) 3x + 2 £ - 4

Solución de (a).

3x + 2 ³ 4

3x ³ 4 – 2

x ³ 2/3 o bien [2/3, +∞)

Solución de (b)

3x + 2 £ - 4

3x £ - 4 – 2

x £ - 6/3 o bien (-¥, -2]

Por lo tanto la solución es la unión de las dos soluciones: (-¥, -2]È [2/3, +∞).

 

11.  Evaluar la desigualdad 0 < | x +3| £ 8.

Solución: La desigualdad significa que 0 <|x + 3| y | x + 3| £ 8

En el primer caso, 0 <|x + 3| es verdadero para todo número real excepto x = -3. Así la solución son todos los números reales menos el -3. Es decir (-∞, -3)È(-3, +¥).

En el segundo caso se tiene por la propiedad 1 del párrafo 4 que:

 -8 £ x + 3 £ 8

-8 - 3 £ x £ 8 - 3

                                 -11 £ x £ 5

o bien [-11, 5].

Por lo tanto el conjunto de números reales x que satisface ambas desigualdades es la intersección de los dos conjuntos y consta de todos los números en [-11, 5] excepto -3. La solución expresada como unión de intervalos [-11, -3) È (-3, 5].

 

12.  Encontrar la solución de la desigualdad |x - 5 | ≤ 2x + 2.

Solución: De acuerdo con la propiedad 1 del párrafo 4, la desigualdad en valor absoluto es equivalente a la siguiente desigualdad:

-(2x + 2) ≤ x – 5 ≤ 2x + 2

para resolverla la trataremos como dos casos separados.

Caso 1: -(2x + 2) < x – 5. Despejando x tenemos.

-2x – 2x – 5

-2x -x– 5 + 2

-3x– 3

x ≥ –3/-3 o bien, x ≥ 1

Así, la solución es el intervalo [1, +∞).

Caso 2: x – 5 < 2x + 2. Despejamos x.

x – 52x + 2

x -2x2 +5

-x7

x ≥ -7

La solución es el intervalo [-7, +∞)

Ahora, la solución de la desigualdad |x - 5 | ≤ 2x + 2, es la intersección de las soluciones de los dos casos. La intersección de x ≥ 1 y x ≥ -7 es el intervalo, [1, +∞).