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Inequações Modulares: Distâncias e Intervalos

Descubra como resolver inequações com valor absoluto, interpretar distâncias na reta real e transformar módulos em intervalos, com exemplos e exercícios comentados.

O que você vai aprender

  • Interpretar |x−a| como distância em relação ao número a
  • Resolver desigualdades modulares dos tipos |A|<k e |A|>k
  • Distinguir interseções de intervalos e uniões de semirretas

Entenda o assunto

Descubra como resolver inequações com valor absoluto, interpretar distâncias na reta real e transformar módulos em intervalos, com exemplos e exercícios comentados.

Nesta aula, cada transformação algébrica é acompanhada das condições que a tornam válida. Compare os exemplos resolvidos com os exercícios e confira as soluções na expressão de partida.

Significado geométrico do módulo

O valor absoluto |u| mede a distância entre u e zero na reta real. Assim, |x−a| representa a distância entre x e o ponto a, e nunca pode assumir valores negativos.

A inequação |x−2|≤3 pergunta quais valores estão a até três unidades do número 2. A resposta −1≤x≤5 forma um intervalo fechado, pois os pontos extremos possuem distância exatamente três.

Módulo de uma expressão e definição por partes

Para qualquer expressão real A, |A|=A quando A≥0 e |A|=−A quando A<0. Em ambos os casos, o resultado é não negativo e mantém a relação com a distância.

Por exemplo, |x+1| vale x+1 quando x≥−1 e vale −x−1 quando x<−1. Essa definição por partes permite resolver casos mais complexos quando uma transformação direta não é suficiente.

Menor que um número positivo vira intervalo

Para k>0, a condição |A|<k equivale ao sistema simultâneo −k<A<k. A palavra simultâneo é importante: A deve atender às duas desigualdades ao mesmo tempo.

Em |2x−4|<6, escreva −6<2x−4<6. Somando quatro e dividindo por dois, vem −1<x<5. Os limites não entram, porque a condição original é estrita.

Menor ou igual inclui as fronteiras

Com k≥0, |A|≤k equivale a −k≤A≤k. Para k>0, a resposta costuma ser um intervalo fechado; quando k=0, exige-se A=0.

Assim, |x−2|≤3 equivale a −3≤x−2≤3 e dá −1≤x≤5. Em |x−2|≤0, o único valor possível é x=2, porque a distância não pode ser menor que zero.

Maior que um número positivo vira união

Quando k>0, |A|>k significa A<−k ou A>k. As duas possibilidades ficam em lados opostos da reta e devem ser ligadas por ou, isto é, união de conjuntos.

Em |x+1|>2, obtemos x+1<−2 ou x+1>2. A solução é x<−3 ou x>1, sem os limites, que estão a uma distância exatamente igual a dois do centro −1.

Maior ou igual inclui as semirretas

Para k>0, |A|≥k corresponde a A≤−k ou A≥k, incluindo valores que estejam exatamente na distância indicada. A união separa as duas regiões externas.

Em |x+2|≥3, as condições são x+2≤−3 ou x+2≥3. Daí resulta x≤−5 ou x≥1, incluindo os dois extremos porque a desigualdade permite igualdade.

Caso de referência zero

Como o valor absoluto nunca é negativo, |A|≥0 vale para todo A real definido e |A|<0 não possui solução. Já |A|>0 vale sempre que A é diferente de zero.

Para |x−4|>0, a solução é todo real exceto x=4. Para |x−1|≤0, a igualdade só acontece em x=1. Esses casos devem ser tratados antes de aplicar regras feitas para k positivo.

Comparações com limite negativo

Se k<0, então |A|≤k ou |A|<k é impossível no conjunto real, pois |A|≥0. Em contrapartida, |A|>k e |A|≥k são verdadeiras para todo A real definido.

Por exemplo, |x+1|≤−2 não admite nenhum valor real, enquanto |x+1|>−2 vale para todos os reais. Aplicar −k<A<k sem verificar k>0 produz conclusões erradas.

Coeficientes negativos dentro do módulo

A propriedade |−A|=|A| permite simplificar o sinal geral de uma expressão antes de resolver a inequação. Isso não significa que todas as desigualdades externas possam ser invertidas.

Por exemplo, |−2x+4|=|2x−4|. Portanto |−2x+4|<6 tem a mesma solução −1<x<5, sem qualquer inversão do sinal externo, porque os módulos são idênticos.

Comprovação por pontos de teste

Depois de resolver uma desigualdade modular, confira o centro e os extremos na inequação original. Compare também um valor na região externa para assegurar a escolha correta entre e e ou.

Em |x+1|>2, x=−4 funciona porque |−3|=3>2, mas x=0 não funciona porque |1|=1. Os valores x=−3 e x=1 produzem igualdade e devem ficar de fora.

Passo a passo

  1. 01

    Interprete |A(x)| como valor absoluto e identifique o limite k da comparação.

  2. 02

    Verifique se k é positivo, nulo ou negativo antes de escolher uma regra.

  3. 03

    Se k>0, use uma dupla desigualdade para < ou ≤, ou duas regiões externas para > ou ≥.

  4. 04

    Resolva as condições, represente os extremos e confirme com valores de teste.

FÓRMULA E RESUMO
Para k>0: |A|<k ⇔ −k<A<k; |A|>k ⇔ A<−k ou A>k.

Exemplos resolvidos

Veja como aplicar o conceito a situações concretas.

EXEMPLO 1

Intervalo em torno do centro

|x−2|≤3 ⇒ −3≤x−2≤3 ⇒ −1≤x≤5. O limite igual é incluído nos dois lados.

EXEMPLO 2

Regiões externas

|x+1|>2 ⇒ x+1<−2 ou x+1>2 ⇒ x<−3 ou x>1.

EXEMPLO 3

Coeficiente dentro do módulo

|2x−4|<6 ⇒ −6<2x−4<6 ⇒ −1<x<5.

EXEMPLO 4

Distância mínima

|x+2|≥3 ⇒ x+2≤−3 ou x+2≥3 ⇒ x≤−5 ou x≥1.

EXEMPLO 5

Módulo menor que zero

|x|<0 não possui solução real, pois o módulo é sempre não negativo.

EXEMPLO 6

Módulo estritamente positivo

|x−4|>0 vale para todo número real diferente de quatro, único ponto onde a distância é zero.

EXEMPLO 7

Constante negativa

|3x+1|≤−1 não admite solução real. Nenhum valor absoluto consegue ser negativo.

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

Resolva |x−2|≤3.

Alternativas da questão 1
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Resposta: B — −1≤x≤5. A distância de x até 2 deve ser no máximo três unidades. A desigualdade equivalente −3≤x−2≤3 gera o intervalo fechado de −1 a 5.

QUESTÃO 02Uma alternativa correta

Resolva |x+1|>2.

Alternativas da questão 2
Ver gabarito comentado

Resposta: A — x<−3 ou x>1. O módulo maior que 2 exige x+1<−2 ou x+1>2. A resposta é a união de duas semirretas abertas em −3 e 1.

QUESTÃO 03Uma alternativa correta

Resolva |2x−4|<6.

Alternativas da questão 3
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Resposta: D — −1<x<5. Da dupla desigualdade −6<2x−4<6 resulta −2<2x<10 e, então, −1<x<5. Os extremos são excluídos porque há <.

QUESTÃO 04Uma alternativa correta

Qual é a solução de |x|≥0?

Alternativas da questão 4
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Resposta: C — Todos os reais. Todo módulo de número real é não negativo, inclusive para números negativos. Por isso, a comparação maior ou igual a zero vale em toda a reta.

QUESTÃO 05Uma alternativa correta

Qual é a solução de |x|<0?

Alternativas da questão 5
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Resposta: B — Conjunto vazio. Não existe módulo real negativo. Assim, a condição estrita |x|<0 é impossível para qualquer número real, inclusive para x=0.

QUESTÃO 06Uma alternativa correta

Qual é a solução de |x−3|≥0?

Alternativas da questão 6
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Resposta: A — Todos os reais. A distância entre x e 3 nunca é negativa. Em x=3, a distância é zero, que também é permitido pelo símbolo ≥.

QUESTÃO 07Uma alternativa correta

Resolva |x−1|=0.

Alternativas da questão 7
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Resposta: D — x=1. Um módulo só é igual a zero quando seu interior é zero. Da igualdade x−1=0 obtemos exatamente x=1, que satisfaz a condição.

QUESTÃO 08Uma alternativa correta

Resolva |x−1|≤−1.

Alternativas da questão 8
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Resposta: C — Conjunto vazio. O módulo é maior ou igual a zero e nunca fica menor ou igual a menos um. Portanto nenhum valor de x pode satisfazer a condição.

QUESTÃO 09Uma alternativa correta

Resolva |x+2|≥3.

Alternativas da questão 9
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Resposta: B — x≤−5 ou x≥1. O módulo maior ou igual a três equivale a x+2≤−3 ou x+2≥3. Isso produz as duas regiões externas, incluindo os extremos.

QUESTÃO 10Uma alternativa correta

Resolva |x−4|>0.

Alternativas da questão 10
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Resposta: A — x≠4. O módulo só deixa de ser estritamente positivo no ponto onde seu interior vale zero. Como x−4=0 em x=4, esse é o único real excluído.

Perguntas frequentes: Inequações Modulares

Qual é a diferença entre |x|<a e |x|>a?

Para a>0, menor que descreve um intervalo central e usa a conjunção e; maior que descreve duas regiões externas e usa a união ou.

O que muda quando o limite vale zero?

|A|≤0 exige A=0, |A|>0 exige A≠0, |A|≥0 é sempre verdade e |A|<0 não tem solução real.

Posso multiplicar a inequação por −1?

Sim, desde que inverta a comparação externa; entretanto, dentro do módulo vale |−A|=|A|, uma igualdade que dispensa inversão externa.

Por que a resposta às vezes tem dois intervalos?

Quando a distância precisa ser maior que uma quantidade positiva, o ponto pode ficar à esquerda ou à direita da região central proibida.

Como identifico pontos fechados?

Um ponto de fronteira entra quando a desigualdade é ≤ ou ≥ e o módulo naquele ponto vale exatamente o limite solicitado.

O que acontece se o limite for negativo?

Módulos nunca são negativos: as condições < ou ≤ um número negativo são impossíveis, enquanto > ou ≥ esse limite são sempre verdadeiras no domínio.

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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