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Il valore assoluto. F. Battelli Università Politecnica delle Marche, Ancona. Pesaro, Precorso di Analisi 1, Settembre 2005 p.

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(1)

Il valore assoluto

F. Battelli

Universit `a Politecnica delle Marche, Ancona

(2)

Il valore assoluto

Si definisce il valore assoluto di un numero reale e si indica con

 

l’espressione seguente:

          

se

se

(3)

Il valore assoluto

Si definisce il valore assoluto di un numero reale e si indica con

 

l’espressione seguente:

          

se

se

Ovviamente se 

si ha

  

in ogni caso.

(4)

Il valore assoluto

Si definisce il valore assoluto di un numero reale e si indica con

 

l’espressione seguente:

          

se

se

Ovviamente se 

si ha

  

in ogni caso. L’equivalenza fra le definizioni si verifica facilmente distinguendo i casi 

e 

e ricordando che, se  `e un numero reale non negativo ( 

), con

 si intende la radice quadrata aritmetica ossia, per definizione, il pi `u

(5)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

(6)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

. Infatti

       

.

(7)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

(8)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

. Infatti se



allora 

e quindi

   

. Se invece 

allora 

e quindi

   

. Infine, se 



segue

  

.

(9)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

(10)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

. Infatti

                

.

(11)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

.

(12)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

. Infatti

                

.

(13)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

.

            

.

(14)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

.

            

. Infatti

                 

                              

.

(15)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

.

            

. Infatti

                 

                              

. Si noti che da  ) e  ) si ottiene

    

, 

     

e 

    

.

(16)

Proprietà del valore assoluto

La funzione

 

ha le seguenti importanti propriet `a:

    

e

 

.

    

per ogni 



e

  

se e solo se 

.

       

.

           

.

            

.

Si osservi anche che la disequazione

equivale a

.

(17)

Diseguaglianze col valore assoluto

Cominciamo col disegnare il grafico di

     

   

(18)

Diseguaglianze col valore assoluto

Cominciamo col disegnare il grafico di

     

e confrontiamone il grafico con quello di    

.

   

  

(19)

Diseguaglianze col valore assoluto

Cominciamo col disegnare il grafico di

     

e confrontiamone il grafico con quello di    

. E semplice convincersi che la` disequazione

  

equivale a 



,

   

  

 

(20)

Diseguaglianze col valore assoluto

Cominciamo col disegnare il grafico di

     

e confrontiamone il grafico con quello di    

. E semplice convincersi che la` disequazione

  

equivale a 



, mentre

  

equivale a



oppure



.

   

  

 

(21)

Diseguaglianze col valore assoluto

Ossia, in notazione insiemistica

             

                   

per ogni 

.

(22)

Diseguaglianze col valore assoluto

Ossia, in notazione insiemistica

             

                   

per ogni 

. Dalla prima uguaglianza si ricava un’altra propriet `a del valore assoluto

(23)

Diseguaglianze col valore assoluto

Ossia, in notazione insiemistica

             

                   

per ogni 

. Dalla prima uguaglianza si ricava un’altra propriet `a del valore assoluto

         

(24)

Diseguaglianze col valore assoluto

Ossia, in notazione insiemistica

             

                   

per ogni 

. Dalla prima uguaglianza si ricava un’altra propriet `a del valore assoluto

         

Infatti si ha

                

e, scambiando con

:

               

.

(25)

Diseguaglianze col valore assoluto

Ossia, in notazione insiemistica

             

                   

per ogni 

. Dalla prima uguaglianza si ricava un’altra propriet `a del valore assoluto

         

Infatti si ha

                

e, scambiando con :

               

. Quindi

  

(26)

Comporre funzioni col valore assoluto

Se

  

`e una funzione definita in un insieme

! 

si ha:

                   

se

  

  

se

  

(27)

Comporre funzioni col valore assoluto

Se

  

`e una funzione definita in un insieme

! 

si ha:

                   

se

  

  

se

  

mentre

                 

se

  

se

(28)

Comporre funzioni col valore assoluto

Se

  

`e una funzione definita in un insieme

! 

si ha:

                   

se

  

  

se

  

mentre

                 

se

  

se

Non c’ `e quindi alcun motivo per ritenere che

    

sia uguale a

    

!

(29)

In particolare, mentre



`e definita nello stesso insieme di



, la funzione

    

ha per dominio

"          

     

.

(30)

In particolare, mentre



`e definita nello stesso insieme di



, la funzione

    

ha per dominio

"          

     

. Si osservi anche che

# per calcolare

    

occorre stabilire se

  

o se

  

. In altre parole bisogna risolvere in la disequazione

  

# per calcolare

    

occorre stabilire se

  

. In altre parole bisogna risolvere i due sistemi di disequazioni

 e



(31)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$% &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura.

(32)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$% &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura. Come possiamo ottenere quello di

      

?

(33)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$% &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura. Come possiamo ottenere quello di

      

? Molto semplicemente basta riflettere rispetto all’asse delle la parte del grafico di  

  

che sta sotto l’asse delle .

(34)

Esempio: il grafico di

'% ( )

% * '

Partiamo dal grafico di  

 +  

. Questa `e una parabola con concavit `a rivolta verso l’alto e vertice nel punto

   

.

(35)

Esempio: il grafico di

'% ( )

% * '

Partiamo dal grafico di  

 +  

. Questa `e una parabola con concavit `a rivolta verso l’alto e vertice nel punto

   

. La parte di grafico sotto l’asse delle `e quella compresa fra i punti

 , 

e

  

.

(36)

Esempio: il grafico di

'% ( )

% * '

Partiamo dal grafico di  

 +  

. Questa `e una parabola con concavit `a rivolta verso l’alto e vertice nel punto

   

. La parte di grafico sotto l’asse delle `e quella compresa fra i punti

 , 

e

  

. Ribaltandola, si ottiene il grafico di  

  +   

:

(37)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$ % &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura.

(38)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$ % &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura. Come possiamo ottenere quello di

      

?

(39)

Dal grafico di

$% &

a quello di

$ % &

Supponiamo di saper disegnare il grafico della funzione  

  

e che questo sia come in figura. Come possiamo ottenere quello di

      

? Molto semplicemente basta riflettere rispetto all’asse  la parte del grafico di  

  

che sta a destra dell’asse delle .

(40)

Osservazioni importanti

# Per tracciare il grafico di  

    

, non conta la parte del grafico di  

  

con

.

(41)

Osservazioni importanti

# Per tracciare il grafico di  

    

, non conta la parte del grafico di  

  

con

.

# Posto -  .



-    

abbiamo gi `a visto che il dominio

"

di

    

`e

"  -       -

. Di conseguenza

"

`e simmetrico (cio `e 

" /  "

).

(42)

Osservazioni importanti

# Per tracciare il grafico di  

    

, non conta la parte del grafico di  

  

con

.

# Posto -  .



-    

abbiamo gi `a visto che il dominio

"

di

    

`e

"  -       -

. Di conseguenza

"

`e simmetrico (cio `e 

" /  "

).

Infatti  - 0 

1    1  - 2 "

, mentre

 1    1  - 0  - 2 "

.

(43)

Osservazioni importanti

# Per tracciare il grafico di  

    

, non conta la parte del grafico di  

  

con

.

# Posto -  .



-    

abbiamo gi `a visto che il dominio

"

di

    

`e

"  -       -

. Di conseguenza

"

`e simmetrico (cio `e 

" /  "

).

#     

`e una funzione pari. Ossia cambiando con il risultato non cambia.

(44)

Osservazioni importanti

# Per tracciare il grafico di  

    

, non conta la parte del grafico di  

  

con

.

# Posto -  .



-    

abbiamo gi `a visto che il dominio

"

di

    

`e

"  -       -

. Di conseguenza

"

`e simmetrico (cio `e 

" /  "

).

#     

`e una funzione pari. Ossia cambiando con il risultato non cambia. Infatti

          

(si ricordi che

    

).

(45)

Esempio: il grafico di

% ( )

'% ' *

Osserviamo che

 +          

dove

     +  

. Abbiamo gi `a visto che il grafico di  

  

`e :

(46)

Esempio: il grafico di

% ( )

'% ' *

Osserviamo che

 +          

dove

     +  

. Abbiamo gi `a visto che il grafico di  

  

`e . . . quindi, in base a quanto detto in precedenza, il grafico di  

 +    

`e:

(47)

Sempre più difficile: il grafico di

3

$ % &

Partendo dal grafico di  

  

,

(48)

Sempre più difficile: il grafico di

3

$ % &

Partendo dal grafico di  

  

, si disegna quello di  

    

(49)

Sempre più difficile: il grafico di

3

$ % &

Partendo dal grafico di  

  

, si disegna quello di  

    

e quindi quello di  

      

.

(50)

oppure. . .

Alternativamente, partendo dal grafico di  

  

,

(51)

oppure. . .

Alternativamente, partendo dal grafico di  

  

, si disegna quello di

      

(52)

oppure. . .

Alternativamente, partendo dal grafico di  

  

, si disegna quello di

      

e poi quello di  

      

. Ovviamente si ottiene lo stesso risultato di prima.

(53)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

.

(54)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

. Una volta che si conosca il valore di , occorre prima calcolare

 

, poi

    

ed infine

      

.

(55)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

. Una volta che si conosca il valore di , occorre prima calcolare

 

, poi

    

ed infine

      

.

4 5  

(56)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

. Una volta che si conosca il valore di , occorre prima calcolare

 

, poi

    

ed infine

      

.

4 5   4 5     

(57)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

. Una volta che si conosca il valore di , occorre prima calcolare

 

, poi

    

ed infine

      

.

4 5   4 5      4 5       

(58)

Osservazione importante

E importante sottolineare` l’ordine delle operazioni da effettuare per calcolare

      

. Una volta che si conosca il valore di , occorre prima calcolare

 

, poi

    

ed infine

      

.

4 5   4 5      4 5       

Per esempio, per calcolare

6 7 8   9   

(  9 e

   6 7 8

), occorre prima calcolare

 9   9

, poi6 7 8

  9   6 7 8 9  ,

e solo alla fine

6 7 8   9      ,   ,

.

(59)

Esempio

Vogliamo tracciare il grafico di

    ::::    ,

   , :::: 

(60)

Esempio

Vogliamo tracciare il grafico di

    ::::    ,

   , ::::  Scrivendo

   ; < 

;-  si ha

(61)

Esempio

Vogliamo tracciare il grafico di

    ::::    ,

   , ::::  Scrivendo

   ; < 

;-  si ha

    , 

 ,   + ,

(62)

Esempio

Vogliamo tracciare il grafico di

    ::::    ,

   , ::::  Scrivendo

   ; < 

;-  si ha

    , 

 ,   + ,

ossia

      ,   +



(63)

Esempio

Vogliamo tracciare il grafico di

    ::::    ,

   , ::::  Scrivendo

   ; < 

;-  si ha

    , 

 ,   + ,

ossia

      ,   +



La curva  

 ; < 

;-  rappresenta quindi un’iperbole equilatera avente

(64)
(65)

Perci `o, in base a quanto detto in precedenza, il grafico di

    :::  = ; = < 

= ; =-  ::: `e:

(66)

Disequazioni col valore assoluto

Risolviamo la disequazione

    :: ;

   ::

.

(67)

Disequazioni col valore assoluto

Risolviamo la disequazione

    :: ;

   ::

. Tracciamo

contemporaneamente i grafici delle funzioni senza il valore assoluto

(68)

Disequazioni col valore assoluto

Risolviamo la disequazione

    :: ;

   ::

. Tracciamo

contemporaneamente i grafici delle funzioni senza il valore assoluto e quindi i grafici delle funzioni con il valore assoluto.

(69)

Quindi la disequazione

    : ;

   :

ha le soluzioni

      

, dove   sono le soluzioni dell’equazione

   ;

  , mentre   sono le soluzioni dell’equazione

   ;

  .

(70)

Quindi la disequazione

    : ;

   :

ha le soluzioni

      

, dove   sono le soluzioni dell’equazione

   ;

  , mentre   sono le soluzioni dell’equazione

   ;

  . La prima equazione equivale a

 > ,?  / ?  , ,  

e ha le soluzioni

@   > A  >  ?

?  > A  B

?

(71)

Invece l’equazione

   ;

   equivale a

 +

  ,?  / ?  C  , 



e ha le soluzioni

@   + A >

? 

(72)

Invece l’equazione

   ;

   equivale a

 +

  ,?  / ?  C  , 



e ha le soluzioni

@   + A >

? 

Pertanto la disequazione

    :: ;

   ::

`e soddisfatta per

>  B

? + >

?  oppure

+  >

? >   B

? 

(73)

Risolvere la disequazione

% ( D *% D E

Conviene avvalersi dello schema seguente

(74)

Risolvere la disequazione

% ( D *% D E

Conviene avvalersi dello schema seguente

 ,

 ,   ,

, ,

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