UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA Função Modular Prof.: Rogério Dias Dalla Riva Função Modular 1.Função definida por várias sentenças abertas 2.Módulo 3.Função modular 4.Equações modulares 5.Inequações modulares 1. Função definida por várias sentenças abertas Uma função f pode ser definida por várias sentenças abertas, cada uma das quais está ligada a um domínio D, contido no domínio da f. 3 1. Função definida por várias sentenças abertas Exemplos preliminares 1o) Seja a função f : ℝ → ℝ definida por para x < 0 f ( x ) = 1 f ( x ) = x + 1 para 0 ≤ x < 2 f ( x ) = 3 para x ≥ 2 que também pode ser indicada por se x < 0 1 f ( x ) = x + 1 se 0 ≤ x < 2 3 se x ≥ 2 4 1. Função definida por várias sentenças abertas O seu gráfico está representado abaixo 4 f(x) = 3 f(x )= x+ 1 3 2 f(x) = 1 1 0 -6 -4 -2 0 2 4 6 5 1. Função definida por várias sentenças abertas 2o) Seja a função f : ℝ → ℝ definida por f ( x ) = − x 2 f ( x ) = x −1 para x < −1 para x ≥ −1 que também pode ser indicada por − x f (x) = 2 x − 1 se x < −1 se x ≥ −1 6 1. Função definida por várias sentenças abertas O seu gráfico está representado abaixo 8 7 x 21 6 )= 5 f(x 4 3 f(x ) = -x 2 1 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 -1 -2 7 2. Módulo Definição algébrica: Sendo x ∈ ℝ , define-se módulo ou valor absoluto de x, que se indica por |x|, por meio da relação x = x x = − x se x ≥ 0 se x < 0 Isso significa que: 1o) o módulo de um número real não negativo é igual ao próprio número; 2o) o módulo de um número real negativo é igual ao oposto desse número; 8 2. Módulo Assim, por exemplo, temos: +2 = +2, −7 = +7, − 2 = + 2, 0 =0 3 3 − =+ 5 5 + 3 =+ 3 9 2. Módulo Definição geométrica: O módulo de um número é a distância da imagem desse número à origem da reta real. − -4 7 2 2 2 -3 -2 7 7 − =+ 2 2 -1 0 1 2 3 4 +2 2 = +2 2 10 2. Módulo Propriedades: Decorrem da definição as seguintes propriedades I. x ≥ 0, ∀x ∈ ℝ II. x = 0 ⇔ x = 0 III. a = b ⇔ a = b ou a = −b, ∀x ∈ ℝ 2 IV. x = x 2 , ∀x ∈ ℝ V. x ≤ a e a > 0 ⇔ −a ≤ x ≤ a VI. x ≥ a e a > 0 ⇔ x ≤ −a ou x ≥ a 11 2. Módulo Demonstrações: Se x ≥ 0, então x = x e daí x = x 2 2 Se x < 0, então - x = x e daí (- x ) ⋅ (- x ) = x ⋅ x , isto é, x 2 = x a >0 2 x ≤ a ⇔ x ≤ a 2 ⇔ x 2 ≤ a 2 ⇔ x 2 − a 2 ≤ 0 ⇔ −a ≤ x ≤ a a >0 2 x ≥ a ⇔ x ≥ a 2 ⇔ x 2 ≥ a 2 ⇔ x 2 − a 2 ≥ 0 ⇔ x ≤ −a ou x ≥ a 12 2 3. Função modular Uma aplicação de ℝ em ℝ recebe o nome de função módulo ou modular quando a cada socia o elemento x ∈ ℝ. x ∈ ℝ as- f (x) = x 13 3. Função modular Utilizando o conceito de módulo de um número real, a função modular pode ser definida também da seguinte forma: x f (x) = − x se x ≥ 0 se x < 0 14 3. Função modular O gráfico da função modular é a reunião de duas semi-retas de origem O, que são as bissetrizes do 1o e 2o quadrantes. 4 3 2 1 0 -4 -2 0 2 4 15 3. Função modular A imagem desta função é Im = ℝ + , isto é, a função modular somente assume valores reais não negativos. 16 4. Equações modulares Lembremos da propriedade do módulo dos números reais para k > 0 : x = k ⇔ x = k ou x = −k e, utilizando essa propriedade, vamos resolver algumas equações modulares. 17 4. Equações modulares Exemplo 1: Resolver 2 x − 1 = 3. 2 x − 1 = 3 2 x − 1 = 3 ⇒ ou 2 x − 1 = −3 ⇒x=2 ⇒ x = −1 S = {2, − 1} 18 4. Equações modulares Exemplo 2: Resolver 3 x − 1 = 2 x + 3 . Lembrando da propriedade a = b ⇔ a = b ou a = −b 3 x − 1 = 2 x + 3 ⇒ x = 4 3 x − 1 = 2 x + 3 ⇔ ou 2 3 x − 1 = −2 x − 3 ⇒ x = − 5 2 S = 4, − 5 19 4. Equações modulares Exemplo 3: Resolver x + 1 = 3 x + 2 . Devemos ter inicialmente 2 3x + 2 ≥ 0 ⇒ x ≥ − 3 para que seja possível a igualdade. 20 4. Equações modulares 2 Supondo x ≥ − , temos: 3 1 x + 1 = 3x + 2 ⇒ x = − 2 x + 1 = 3 x + 2 ⇔ ou 3 x + 1 = −3 x − 2 ⇒ x = − (não convém) 4 1 S = − 2 21 5. Inequações modulares Lembrando das propriedades de módulo dos números reais para k > 0 : 1) x < k ⇔ −k < x < k 2) x > k ⇔ x < −k ou x > k e, utilizando essas propriedades, podemos resolver algumas inequações modulares. 22 5. Inequações modulares Exemplo 4: Resolver em ℝ : 2 x + 1 < 3. Então: 2 x + 1 < 3 ⇒ −3 < 2 x + 1 < 3 ⇒ −2 < x < 1 S = { x ∈ ℝ / −2 < x < 1} 23 5. Inequações modulares Exemplo 5: Resolver em ℝ : 4 x − 3 > 5 . Então: 4 x − 3 < −5 4 x − 3 > 5 ⇒ ou 4 x − 3 > 5 1 ⇒x<− 2 ⇒x>2 1 S = x ∈ ℝ / x < − ou x > 2 2 24