Lección 14

Funciones con valor absoluto (parte 2)

  • Investiguemos cómo pensar en la distancia como una función.

14.1: La temperatura en Toronto

Toronto es una ciudad de Canadá que queda cerca de la frontera con los Estados Unidos, justo al norte de Búfalo, Nueva York. Estas son doce estimaciones de la temperatura promedio de Toronto, en grados Celsius, en febrero de 2017.

  • 5
  • 2
  • -5
  • 3
  • 0
  • -1
  • 1.5
  • 4
  • -2.5
  • 6
  • 4
  • -0.5
  1. La temperatura promedio real de Toronto en febrero de 2017 es 0 grados Celsius.

    Usa esta información para dibujar el diagrama de dispersión de las estimaciones, \(x\), y los errores absolutos de estimación correspondientes, \(y\).

    horizontal axis, guess. scale -8 to 8, by 1's. vertical axis, absolute guessing error. scale 0 to 8, by 1's. 
  2. ¿Qué regla puedes escribir para encontrar la salida dada una entrada?

14.2: La función distancia

La función \(A\) da la distancia de \(x\) al 0 en la recta numérica.

  1. Completa la tabla y dibuja la gráfica de la función \(A\).
    \(x\) \(A(x)\)
    8
    5.6
    \(\pi\)
    \(\frac12\)
    1
    0
    \(\text-\frac12\)
    -1
    -5.6
    8
    Coordinate plane, x and y axis, scale -8 to 8, by 2's.
  2. Andre y Elena tratan de escribir una regla para esta función.

    • Andre escribe: \(A(x)=\begin{cases} x,& x \geq 0 \\ \text-x, & x < 0 \\ \end{cases}\)
    • Elena escribe: \(A(x) = |x|\)

    Explica por qué ambas ecuaciones representan correctamente la función \(A\).

14.3: Cambiemos algunas gráficas de lugar

Grafica las funciones \( f(x)=|x+a|\) y \(g(x)=|x|+b\). Ensaya distintos valores de \(a\) y \(b\) y observa lo que les pasa a las gráficas.

  1. ¿Cómo cambia la gráfica de acuerdo al valor de \(a\)?
  2. ¿Cómo cambia la gráfica de acuerdo al valor de \(b\)?


  1. Encuentra el mínimo de cada gráfica. Cada uno de estos puntos representa el menor valor de la función correspondiente.
    1. Para la función \(f\), ¿qué valor de \(x\) da el mínimo valor de salida?
    2. Para la función \(g\), ¿qué valor de \(x\) da el mínimo valor de salida?
  2. Otra función está dada por \(m(x)=|x+11.5|\).
    1. ¿Qué valor de \(x\) da el mínimo valor de salida de la función \(m\)? Prepárate para explicar cómo lo sabes.
    2. Describe la gráfica de \(m\).

14.4: Sigamos cambiando gráficas de lugar

Estas son cinco ecuaciones y cuatro gráficas.

  • Ecuación 1: \(y=|x-3|\)
  • Ecuación 2: \(y=|x-9|+3\)
  • Ecuación 3: \(y=|x|-6\)
  • Ecuación 4: \(y=|x+3|\)
  • Ecuación 5: \(y=|x+3|-6\)

A

Graph of absolute value function with vertex at 0 comma -6.

B

Graph of absolute value function with vertex at 3 comma 0.

C

Graph of absolute value function with vertex at -3 comma -6

D

graph of absolute value function with vertex at 9 comma 3.

E

x and y axes, scale -12 to 12, by 3's. 

  1. Empareja cada ecuación con la gráfica que la representa. Una de las ecuaciones no corresponde a ninguna gráfica.
  2. Dibuja la gráfica de la ecuación que no emparejaste. Usa el plano de coordenadas que no tiene gráfica.
  3. Revisa tus respuestas usando tecnología para graficar. Ajusta tus respuestas si necesitas.

Resumen

En un juego de estimación de un número objetivo, cada estimación que se hace se puede ver cómo una entrada de una función y cada error absoluto de estimación se puede ver como una salida. Como el error absoluto de estimación nos dice qué tan lejos está la estimación del número objetivo, cada salida es una distancia.

Supongamos que el número objetivo es 0.

  • Podemos encontrar la distancia de la estimación, \(x\), al 0, calculando \(x-0\). Como la distancia no puede ser negativa, lo que queremos encontrar es \(|x-0|\), o simplemente \(|x|\).
  • Si la función \(f\) da la distancia de \(x\) al 0, la podemos definir con la ecuación:

\(f(x)=|x|\)

La función \(f\) es la función valor absoluto. Nos da la distancia de \(x\) al 0, que se encuentra tomando el valor absoluto de \(x\).

La gráfica de la función \(f\) tiene forma de V: está formada por dos rectas que se encuentran o convergen en \((0,0)\).

Llamamos a este punto el vértice de la gráfica. Es el punto en el que la gráfica cambia de dirección (de bajar a subir, o viceversa).

También podemos pensar en la función \(f\) como una función definida a trozos pues aplican reglas distintas cuando \(x\) es menor que 0 y cuando \(x\) es mayor que 0.

Graph of absolute value function with vertex at origin.

Supongamos que queremos encontrar la distancia entre \(x\) y 4.

  • No podemos encontrar la distancia entre \(x\) y 4 calculando \(x-4\). La distancia no puede ser negativa. Lo que queremos encontrar es el valor absoluto de la diferencia: \(|x-4|\).
  • Si la función \(p\) da la distancia de \(x\) al 4, la podemos definir con la ecuación:

\(p(x)= |x - 4|\)

Graph of absolute value function p with vertex at 4 comma 0.

Ahora supongamos que queremos encontrar la distancia entre \(x\) y -4.

  • Podemos encontrar la diferencia entre \(x\) y -4 calculando \(x-(\text-4)\), que es igual a \(x+4\). La distancia no puede ser negativa, entonces tomamos el valor absoluto: \(|x+4|\).
  • Si la función \(q\) da la distancia de \(x\) a -4, la podemos definir con la ecuación:
     

\(q(x)= |x + 4|\)

Graph of absolute value function q with vertex at -4 comma 0.

Observa que las gráficas de \(p\) y \(q\) son como la de \(f\), pero se desplazaron horizontalmente.

Entradas del glosario

  • dominio
    El dominio de una función es el conjunto de todos sus posibles valores de entrada.
  • función definida a trozos

    Una función definida a trozos es una función que se define usando expresiones distintas en intervalos distintos de su dominio.

  • rango
    El rango de una función es el conjunto de todos sus posibles valores de salida.
  • valor absoluto
    El valor absoluto de un número es su distancia al 0 en la recta numérica.