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Função Modular: Gráfico, Vértice e Exercícios

Aprenda a função modular y=|x|, o gráfico em V, domínio, imagem, deslocamentos, zeros e aplicações de distância, com exemplos e exercícios comentados.

O que você vai aprender

  • Interpretar módulo como distância e escrever a função por partes
  • Ler o gráfico em V e calcular seu vértice, domínio e imagem
  • Resolver problemas de zeros e desigualdades envolvendo módulo

Entenda o assunto

Aprenda a função modular y=|x|, o gráfico em V, domínio, imagem, deslocamentos, zeros e aplicações de distância, com exemplos e exercícios comentados.

Esta aula combina leitura de gráficos, interpretação algébrica e situações práticas. Os exemplos estão resolvidos e as atividades apresentam respostas explicadas na própria página.

O que significa o módulo de um número real?

O módulo, ou valor absoluto, de um número real é sua distância até o zero na reta numérica. Distâncias não são negativas: |4|=4 e |−4|=4. O módulo não representa simplesmente retirar o sinal sem compreender a distância.

A função f(x)=|x| recebe qualquer número real e devolve seu valor absoluto. Como entradas opostas produzem a mesma saída, essa função não é injetiva no domínio real completo.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
f(x)=|x|

Como escrever a função modular por partes?

Quando x é não negativo, |x|=x. Quando x é negativo, |x|=−x, pois o oposto de um número negativo é positivo. Essa descrição mostra que a função modular tem dois trechos lineares.

Por exemplo, para x=−3 usamos −x e obtemos 3; para x=2 usamos x e obtemos 2. O ponto de encontro dos dois trechos fica na origem.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
|x| = x se x≥0; |x| = −x se x<0

Por que o gráfico da função modular tem formato de V?

À direita da origem, o gráfico coincide com a reta y=x, cuja inclinação é positiva. À esquerda, coincide com a reta y=−x, cuja inclinação é negativa quando percorremos x da esquerda para a direita.

Os dois trechos se unem em (0,0), formando um vértice sem canto arredondado. O gráfico é simétrico em relação ao eixo y e permanece inteiramente sobre ou no eixo x.

Qual é o domínio e a imagem de f(x)=|x|?

Qualquer número real pode ser substituído dentro do módulo. Por isso, o domínio natural de f(x)=|x| é o conjunto R de todos os reais.

A saída nunca é negativa e o menor valor possível é zero, alcançado em x=0. Todos os números não negativos podem ser produzidos, então a imagem é [0,+∞).

RELAÇÃO MATEMÁTICA
Dom(f)=R; Im(f)=[0,+∞)

Como localizar o vértice de |x−h|+k?

Na função g(x)=|x−h|+k, o módulo é mínimo quando x=h. Nesse ponto ele vale zero, de modo que g(h)=k. O vértice do gráfico em V é (h,k).

Em g(x)=|x−3|+2, o gráfico se desloca três unidades para a direita e duas para cima. O vértice é (3,2), e a imagem passa a ser [2,+∞).

RELAÇÃO MATEMÁTICA
g(x)=|x−h|+k ⇒ vértice (h,k)

O que muda em a|x−h|+k?

Quando a>0, o V abre para cima e tem mínimo igual a k. Quando a<0, ele se abre para baixo e tem máximo igual a k. O valor absoluto de a controla a inclinação dos dois braços.

Em g(x)=−2|x+1|+4, o vértice é (−1,4), o gráfico abre para baixo e a imagem é (−∞,4]. Multiplicar por −2 altera as saídas, não a coordenada horizontal do vértice.

Como encontrar os zeros de uma função modular?

Os zeros são as entradas que tornam a saída igual a zero. Quando isolamos uma equação como |x−h|=c, com c≥0, resolvemos dois casos: x−h=c ou x−h=−c.

Para g(x)=|x−2|−3, resolvemos |x−2|=3. Daí x−2=3 ou x−2=−3, resultando x=5 ou x=−1. São os pontos onde o V cruza o eixo x.

Como interpretar desigualdades com módulo?

A condição |x−c|<r, com r positivo, descreve números cuja distância até c é menor que r: um intervalo aberto entre c−r e c+r. Se a desigualdade for ≤, as extremidades são incluídas.

Por outro lado, |x−c|>r representa números fora do intervalo fechado entre esses limites. Em todos os casos, é indispensável considerar se r é positivo, zero ou negativo.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
|x−c|≤r ⇔ c−r≤x≤c+r, quando r≥0

O que a simetria revela sobre a função modular?

A função básica |x| é par, pois f(−x)=|−x|=|x|=f(x). Isso explica a simetria do gráfico em relação ao eixo vertical.

Uma translação horizontal como |x−2| perde a simetria em relação ao eixo y, mas continua simétrica em relação à reta x=2. Identificar esse eixo ajuda a desenhar e conferir o gráfico.

Onde a função modular aparece no cotidiano?

O módulo mede desvios sem cancelar sinais opostos. Em |T−20|, por exemplo, avaliamos a distância entre a temperatura T e a referência de 20 graus, seja ela maior ou menor.

Se uma peça deve medir 10 cm com tolerância de 0,2 cm, a condição |x−10|≤0,2 equivale a 9,8≤x≤10,2. A função modular traduz precisamente o limite do desvio permitido.

Passo a passo

  1. 01

    Interprete a expressão entre barras como uma distância.

  2. 02

    Encontre onde o interior do módulo é zero e determine o vértice.

  3. 03

    Divida a expressão em dois trechos ou interprete a distância no gráfico.

  4. 04

    Confira domínio, imagem, zeros e restrições dos resultados.

FÓRMULA E RESUMO
|x|=x para x≥0 e |x|=−x para x<0

Exemplos resolvidos

Veja como aplicar o conceito a situações concretas.

EXEMPLO 1

Avaliação do módulo

Para f(x)=|x|, temos f(−7)=7, f(0)=0 e f(5)=5. Em todos os casos, o resultado é uma distância não negativa.

EXEMPLO 2

Representação por partes

g(x)=|x−2| corresponde a x−2 quando x≥2 e a 2−x quando x<2. Os dois trechos se encontram no ponto (2,0).

EXEMPLO 3

Vértice deslocado

Para g(x)=|x−3|+2, o valor mínimo surge em x=3, quando o módulo zera. Assim o vértice é (3,2) e a imagem é [2,+∞).

EXEMPLO 4

V invertido

h(x)=−2|x+1|+4 possui vértice (−1,4). Como o coeficiente é negativo, o valor 4 é máximo e a imagem é (−∞,4].

EXEMPLO 5

Zeros da função

Em |x−2|−3=0, obtemos |x−2|=3. Portanto x−2=±3, resultando nas duas soluções x=−1 e x=5.

EXEMPLO 6

Desigualdade com distância

|x−5|≤2 equivale a −2≤x−5≤2. Somando 5 aos três membros, obtemos 3≤x≤7, incluindo os extremos.

EXEMPLO 7

Tolerância de medida

Uma medida de 10 cm com tolerância de 0,2 cm satisfaz |x−10|≤0,2, ou seja, x deve estar entre 9,8 e 10,2 cm.

O que vale lembrar

AGORA É COM VOCÊ

Hora de praticar

Escolha uma resposta para cada questão e confira a explicação.

QUESTÃO 01Uma alternativa correta

Quanto vale |−7|?

Alternativas da questão 1
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Resposta: C — 7. O valor absoluto mede a distância em relação ao zero. A distância de −7 até zero é 7 unidades; portanto |−7|=7, nunca um número negativo.

QUESTÃO 02Uma alternativa correta

Qual é a imagem de f(x)=|x| no domínio R?

Alternativas da questão 2
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Resposta: D — [0,+∞). O módulo é sempre não negativo, atinge zero em x=0 e pode assumir qualquer valor positivo. Por isso sua imagem é o intervalo [0,+∞).

QUESTÃO 03Uma alternativa correta

Qual é o vértice de g(x)=|x−3|+2?

Alternativas da questão 3
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Resposta: B — (3,2). O termo x−3 zera em x=3, dando o menor valor da função. Como g(3)=2, o vértice tem coordenadas (3,2).

QUESTÃO 04Uma alternativa correta

Quantos zeros possui g(x)=|x−2|−3?

Alternativas da questão 4
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Resposta: C — Dois. A equação |x−2|−3=0 equivale a |x−2|=3. Os dois casos x−2=3 e x−2=−3 fornecem x=5 e x=−1.

QUESTÃO 05Uma alternativa correta

Quais valores satisfazem |x−5|≤2?

Alternativas da questão 5
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Resposta: A — [3,7]. A distância de x até 5 não pode ultrapassar 2. Assim x deve ficar entre 5−2=3 e 5+2=7, incluindo os extremos porque a desigualdade é ≤.

QUESTÃO 06Uma alternativa correta

Qual é o valor máximo de h(x)=−2|x+1|+4?

Alternativas da questão 6
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Resposta: D — 4. O módulo é mínimo, igual a zero, em x=−1. Como o coeficiente −2 é negativo, esse ponto produz o valor máximo h(−1)=4.

QUESTÃO 07Uma alternativa correta

Qual expressão representa |x| para x<0?

Alternativas da questão 7
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Resposta: B — −x. Quando x é negativo, seu oposto −x é positivo e corresponde à distância até o zero. Por isso a definição por partes utiliza −x no trecho x<0.

QUESTÃO 08Uma alternativa correta

Qual é o eixo de simetria de g(x)=|x−2|?

Alternativas da questão 8
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Resposta: D — x=2. A função tem vértice (2,0), e os pontos a distâncias iguais à esquerda e à direita de x=2 produzem a mesma saída. O eixo vertical de simetria é x=2.

QUESTÃO 09Uma alternativa correta

Quais são os zeros de |x−2|−3?

Alternativas da questão 9
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Resposta: B — −1 e 5. Isolamos |x−2|=3. As possibilidades x−2=3 e x−2=−3 dão, respectivamente, x=5 e x=−1; ambas tornam a função igual a zero.

QUESTÃO 10Uma alternativa correta

Qual intervalo representa |x−10|≤0,2?

Alternativas da questão 10
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Resposta: A — [9,8;10,2]. A condição limita a distância até 10 a no máximo 0,2. Portanto 10−0,2≤x≤10+0,2, isto é, de 9,8 a 10,2 com os extremos incluídos.

Perguntas frequentes: Função Modular

O módulo de um número pode ser negativo?

Não. O valor absoluto mede uma distância até o zero e, por isso, sua saída é sempre não negativa; o menor valor possível é zero.

Por que o gráfico de y=|x| tem formato de V?

Porque à esquerda da origem a função segue y=−x e à direita segue y=x. São duas semirretas que se encontram em (0,0).

Qual é o domínio da função modular básica?

Para f(x)=|x|, qualquer número real pode ser usado como entrada. Seu domínio é R e sua imagem, [0,+∞).

Como localizar o vértice de |x−h|+k?

Basta encontrar a entrada que zera o interior do módulo: x=h. A saída nesse ponto é k, de modo que o vértice é (h,k).

Função modular é o mesmo que equação modular?

Não. A função modular associa uma saída a cada entrada, como f(x)=|x|. A equação modular pede os valores de x que satisfazem uma igualdade com módulo.

Como resolver uma desigualdade do tipo |x−c|≤r?

Quando r é não negativo, a solução é o intervalo fechado [c−r,c+r], que reúne todos os pontos a uma distância no máximo r de c.

Fontes e referências

Estas fontes ajudam a aprofundar os conceitos apresentados nesta aula. As explicações e os exemplos do UNVRST foram redigidos de forma independente.

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