Ilustracja do zestawu: Wartość bezwzględna w liceum

Matematyka

Wartość bezwzględna w liceum

Zestaw wyjaśnia wartość bezwzględną jako odległość na osi liczbowej i pokazuje jej sens algebraiczny. Znajdziesz tu definicję, najważniejsze własności, typowe przekształcenia oraz przykłady równań i nierówności prostego typu spotykanych w liceum i na maturze podstawowej.

Szkoła średnia16 fiszek16 pytań w 2 etapachnotatka

Podcast

Ładuję…

Quizy w tym zestawie

16 pytań w 2 etapach

Odblokujesz je po dodaniu zestawu.

  1. Etap 1

    8 fiszek · 8 pytań

  2. Etap 2

    8 fiszek · 8 pytań

  3. Powtórka z całości

    15 pytań ze wszystkich etapów, po ukończeniu etapów

Karty pracy

Ćwiczenia do wydruku na ten temat

Liczby rzeczywiste - potęgi, pierwiastki i przedziały - sprawdzianSzkoła średnia, klasa 1

Otwórz kartę pracy

Wartość bezwzględna i równania z parametremSzkoła średnia, klasy 1-2

Otwórz kartę pracy

Procenty, punkty procentowe i wartość bezwzględnaSzkoła średnia, klasa 1

Otwórz kartę pracy

Lekcje z kursów Odrabiamy

Obejrzyj albo posłuchaj o tym temacie

Wartość bezwzględnaWideo, 13 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027

Obejrzyj lekcję

Równania z wartością bezwzględnąWideo, 12 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027

Obejrzyj lekcję

1.Wartość bezwzględna liczby

Wartość bezwzględna liczby xx, czyli ∣x∣|x|, to jej odległość od zera na osi liczbowej. Dlatego zawsze ∣x∣≥0|x| \ge 0. Na przykład ∣3∣=3|3|=3 oraz ∣−3∣=3|-3|=3.

2.Definicja algebraiczna ∣x∣|x|

Dla każdej liczby rzeczywistej zachodzi: ∣x∣=x|x|=x, gdy x≥0x\ge 0, oraz ∣x∣=−x|x|=-x, gdy x<0x<0. Ta definicja pozwala usuwać wartość bezwzględną po rozpatrzeniu przypadków.

3.Interpretacja geometryczna ∣x−a∣|x-a|

Wyrażenie ∣x−a∣|x-a| oznacza odległość liczby xx od liczby aa na osi liczbowej. Dzięki temu równania i nierówności z wartością bezwzględną można interpretować jako warunki dotyczące odległości.

4.Równanie ∣x∣=a|x|=a

Jeśli a>0a>0, to równanie ∣x∣=a|x|=a ma dwa rozwiązania: x=ax=a oraz x=−ax=-a. Jeśli a=0a=0, ma jedno rozwiązanie x=0x=0. Jeśli a<0a<0, nie ma rozwiązań, bo wartość bezwzględna nie jest ujemna.

5.Równanie ∣x−a∣=b|x-a|=b

Dla b>0b>0 równanie ∣x−a∣=b|x-a|=b ma dwa rozwiązania: x=a−bx=a-b oraz x=a+bx=a+b. Dla b=0b=0 ma jedno rozwiązanie x=ax=a. Dla b<0b<0 nie ma rozwiązań.

6.Nierówność ∣x∣<a|x|<a

Dla a>0a>0 nierówność ∣x∣<a|x|<a jest równoważna układowi −a<x<a-a<x<a. Oznacza, że odległość liczby xx od zera jest mniejsza niż aa, więc xx leży między −a-a a aa.

7.Nierówność ∣x∣≤a|x|\le a

Dla a≥0a\ge 0 nierówność ∣x∣≤a|x|\le a jest równoważna −a≤x≤a-a\le x\le a. Obejmuje liczby, których odległość od zera nie przekracza aa.

8.Nierówność ∣x∣>a|x|>a

Dla a≥0a\ge 0 nierówność ∣x∣>a|x|>a jest równoważna warunkowi x<−ax<-a lub x>ax>a. Oznacza to liczby położone poza przedziałem [−a,a][-a,a].

9.Nierówność ∣x∣≥a|x|\ge a

Dla a≥0a\ge 0 nierówność ∣x∣≥a|x|\ge a jest równoważna: x≤−ax\le -a lub x≥ax\ge a. To liczby oddalone od zera co najmniej o aa.

10.Warunek istnienia rozwiązań

W równaniach z wartością bezwzględną prawa strona nie może być ujemna, jeśli lewa ma postać ∣…∣|\dots|. Na przykład równanie ∣2x−1∣=−3|2x-1|=-3 nie ma rozwiązań.

11.Usuwanie wartości bezwzględnej

Aby usunąć wartość bezwzględną z wyrażenia ∣f(x)∣|f(x)|, rozpatruje się przypadki: f(x)≥0f(x)\ge 0 oraz f(x)<0f(x)<0. Wtedy ∣f(x)∣=f(x)|f(x)|=f(x) albo ∣f(x)∣=−f(x)|f(x)|=-f(x).

12.Symetria wykresu y=∣x∣y=|x|

Wykres funkcji y=∣x∣y=|x| ma kształt litery V i jest symetryczny względem osi OyOy. Dla x≥0x\ge 0 pokrywa się z prostą y=xy=x, a dla x<0x<0 z prostą y=−xy=-x.

13.Własność ∣ab∣=∣a∣∣b∣|ab|=|a||b|

Wartość bezwzględna iloczynu jest równa iloczynowi wartości bezwzględnych: ∣ab∣=∣a∣∣b∣|ab|=|a||b|. Ułatwia to przekształcanie wyrażeń liczbowych i algebraicznych.

14.Własność ilorazu

Jeżeli b≠0b\ne 0, to ∣ab∣=∣a∣∣b∣\left|\frac{a}{b}\right|=\frac{|a|}{|b|}. Wartość bezwzględna ilorazu jest więc ilorazem wartości bezwzględnych.

15.Równość ∣x∣=x2|x|=\sqrt{x^2}

Dla każdej liczby rzeczywistej xx zachodzi ∣x∣=x2|x|=\sqrt{x^2}. To ważne, bo samo x2\sqrt{x^2} nie upraszcza się do xx dla wszystkich liczb rzeczywistych.

16.Odległość dwóch liczb

Odległość liczb aa i bb na osi liczbowej wynosi ∣a−b∣|a-b|. Na przykład odległość liczb 22 i −5-5 to ∣2−(−5)∣=7|2-(-5)|=7.

Notatka

Co oznacza wartość bezwzględna

Wartość bezwzględna liczby rzeczywistej to jej odległość od zera na osi liczbowej. Zapisujemy ją jako ∣x∣|x|. Ponieważ odległość nigdy nie jest ujemna, zawsze zachodzi ∣x∣≥0|x|\ge 0.

Przykłady:

  • ∣5∣=5|5|=5
  • ∣−5∣=5|-5|=5
  • ∣0∣=0|0|=0

To pojęcie ma dwa ważne sensy: geometryczny i algebraiczny. Geometrycznie mówimy o odległości na osi liczbowej. Algebraicznie zapisujemy definicję przedziałową, która pozwala wykonywać obliczenia i rozwiązywać równania.

Interpretacja algebraiczna

Definicja algebraiczna wartości bezwzględnej jest następująca:

  • ∣x∣=x|x|=x dla x≥0x\ge 0
  • ∣x∣=−x|x|=-x dla x<0x<0

Oznacza to, że jeśli liczba jest nieujemna, to wartość bezwzględna nic nie zmienia. Jeśli liczba jest ujemna, moduł zmienia jej znak na przeciwny.

Z tej definicji wynikają podstawowe własności:

  • ∣x∣≥0|x|\ge 0
  • ∣x∣=0|x|=0 wtedy i tylko wtedy, gdy x=0x=0
  • ∣−x∣=∣x∣|-x|=|x|
  • ∣ab∣=∣a∣∣b∣|ab|=|a||b|
  • jeśli b≠0b\ne 0, to ∣ab∣=∣a∣∣b∣\left|\frac{a}{b}\right|=\frac{|a|}{|b|}
  • ∣x∣=x2|x|=\sqrt{x^2}

Ostatnia własność jest bardzo ważna: nie wolno automatycznie pisać, że x2=x\sqrt{x^2}=x dla każdego xx. Poprawnie jest x2=∣x∣\sqrt{x^2}=|x|.

Interpretacja geometryczna

Wyrażenie ∣x−a∣|x-a| oznacza odległość liczby xx od liczby aa na osi liczbowej. Dzięki temu łatwo rozumieć równania i nierówności z wartością bezwzględną.

Na przykład:

  • ∣x−3∣|x-3| to odległość liczby xx od 33
  • ∣x+2∣=∣x−(−2)∣|x+2|=|x-(-2)| to odległość liczby xx od −2-2
  • odległość liczb aa i bb to ∣a−b∣|a-b|

Przykład: odległość liczb 22 i −5-5 wynosi ∣2−(−5)∣=7|2-(-5)|=7.

Ta interpretacja jest szczególnie przydatna w zadaniach maturalnych, bo pozwala szybko zauważyć, czy rozwiązaniem jest jeden punkt, dwa punkty czy cały przedział.

Równania z wartością bezwzględną

Najprostsze równania z modułem wynikają bezpośrednio z pojęcia odległości.

Dla równania ∣x∣=a|x|=a:

  • gdy a>0a>0, są dwa rozwiązania: x=−ax=-a i x=ax=a
  • gdy a=0a=0, jest jedno rozwiązanie: x=0x=0
  • gdy a<0a<0, nie ma rozwiązań

Podobnie dla równania ∣x−a∣=b|x-a|=b:

  • gdy b>0b>0, rozwiązania to x=a−bx=a-b oraz x=a+bx=a+b
  • gdy b=0b=0, rozwiązaniem jest x=ax=a
  • gdy b<0b<0, brak rozwiązań

Przykład:

  • ∣x+4∣=5|x+4|=5

Stąd x+4=5x+4=5 lub x+4=−5x+4=-5, więc x=1x=1 lub x=−9x=-9.

Przy bardziej złożonych zapisach można korzystać z definicji algebraicznej i rozpatrywać przypadki zależne od znaku wyrażenia stojącego pod wartością bezwzględną.

Nierówności prostego typu

W zakresie podstawowym bardzo ważne są proste nierówności z modułem, oparte na interpretacji odległości.

Dla a>0a>0:

  • ∣x∣<a|x|<a jest równoważne −a<x<a-a<x<a
  • ∣x∣≤a|x|\le a jest równoważne −a≤x≤a-a\le x\le a
  • ∣x∣>a|x|>a jest równoważne x<−ax<-a lub x>ax>a
  • ∣x∣≥a|x|\ge a jest równoważne x≤−ax\le -a lub x≥ax\ge a

Warto zapamiętać sens geometryczny:

  • znak << lub ≤\le oznacza liczby wewnątrz pewnego przedziału
  • znak >> lub ≥\ge oznacza liczby poza tym przedziałem

Analogicznie można myśleć o nierównościach typu ∣x−a∣<b|x-a|<b lub ∣x−a∣≤b|x-a|\le b. Oznaczają one liczby leżące odpowiednio wewnątrz przedziału o środku w punkcie aa i promieniu bb.

Typowe pułapki i wskazówki

Najczęstsze błędy dotyczą nieuwzględnienia wszystkich przypadków albo zapomnienia, że wartość bezwzględna jest nieujemna.

Warto pamiętać:

  • równanie ∣…∣=liczba ujemna|\dots|=\text{liczba ujemna} nie ma rozwiązań
  • równanie ∣…∣=a|\dots|=a dla a>0a>0 zwykle daje dwa przypadki
  • w nierównościach z modułem trzeba odróżniać sytuacje „wewnątrz przedziału” i „poza przedziałem”
  • zapis x2\sqrt{x^2} upraszczamy do ∣x∣|x|, a nie od razu do xx

Na maturze podstawowej często spotyka się zadania, w których trzeba:

  • zinterpretować moduł jako odległość
  • rozwiązać równanie typu ∣x+c∣=d|x+c|=d
  • zamienić prostą nierówność z wartością bezwzględną na przedział lub sumę przedziałów
  • odczytać własności wykresu funkcji y=∣x∣y=|x|

Wykres funkcji y=∣x∣y=|x| ma kształt litery V, wierzchołek w punkcie (0,0)(0,0) i jest symetryczny względem osi OyOy. Dla x≥0x\ge 0 mamy y=xy=x, a dla x<0x<0 mamy y=−xy=-x.

Sprawdzian do druku

Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną

Sprawdzam sprawdzian…

Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem

WhatsApp

Podobne zestawy

Zobacz wszystkie fiszki z matematyki