Função modular

O módulo ou valor absoluto (representado matematicamente como |a|) de um número real a é o valor numérico de a desconsiderando seu sinal. Está associado à ideia de distância de um ponto até sua origem (o zero), ou seja, a sua magnitude.

Definição de módulo

O módulo de a pode ser definido da seguinte forma:

$|a|={\begin{cases}a,&{\mbox{se }}a\geq 0\\-a,&{\mbox{se }}a<0.\end{cases}}$

Como pode ser visto a partir da definição acima, o valor absoluto de a é sempre positivo ou zero, mas nunca negativo.

Gráfico demonstrativo para conceituação matemática da distância para valores absolutos ou módulos

Do ponto de vista da geometria analítica, o valor absoluto de um número real é a sua distância até o zero na reta numérica real e, em geral, o valor absoluto da diferença entre dois números reais é a distância entre eles. De fato, a noção abstrata de distância em matemática pode ser vista como uma generalização do valor absoluto da diferença.

Definição de função modular

Uma função modular é uma aplicação de $\mathbb {R}$ em $\mathbb {R}$ quando cada $x\in \mathbb {R}$ está associado um elemento $|x|\in \mathbb {R}$.

Logo uma função modular é uma função definida por partes, e sua forma mais geral é dada por:

$f(x)={\begin{cases}x,&{\mbox{se }}x\geq 0\\-x,&{\mbox{se }}x<0.\end{cases}}$

Essa é a forma mais geral de uma função modular, porém é possível que haja diferentes tipos de funções combinadas com funções modulares.

Propriedades

Como a notação da raiz quadrada sem sinal representa a raiz quadrada positiva, segue que

$|a|={\sqrt {a^{2}}}$

$(1)$

que, às vezes, é utilizado como definição do valor absoluto de um número real.

O valor absoluto possui as seguintes propriedades fundamentais:

$|a|\geq 0$	$(2)$	É não negativo
$|a|=0\iff a=0$	$(3)$	É positivo definido
$|ab|=|a||b|$	$(4)$	É multiplicativo
$|a+b|\leq |a|+|b|$	$(5)$	É subaditivo

Outras propriedades importantes do valor absoluto incluem:

$|-a|=|a|$	$(6)$	Simetria
$|a-b|=0\iff a=b$	$(7)$	Identidade dos indiscerníveis (equivalente a ser positivo definido)
$|a-b|\leq |a-c|+|c-b|$	$(8)$	Desigualdade triangular (equivalente à subadtividade)
$|a/b|=|a|/|b|{\mbox{ (se }}b\neq 0)$	$(9)$	Preservação da divisão (equivalente à multiplicatividade)
$|a-b|\geq ||a|-|b||$	$(10)$	(equivalente à subaditividade)

No caso em que b > 0, há também as seguintes propriedades úteis com relação às desigualdades:

$|a|\leq b\iff -b\leq a\leq b$

$|a|\geq b\iff a\leq -b{\mbox{ ou }}b\leq a$

Tais relações podem ser utilizadas para resolver inequações envolvendo valores absolutos. Por exemplo:

$|x-3|\leq 9$	$\iff -9\leq x-3\leq 9$
	$\iff -6\leq x\leq 12$

O valor absoluto é usado para definir a diferença absoluta, uma métrica usual nos números reais.

Algumas propriedades adicionais são listadas abaixo:

• $|a|^{2}=a^{2},\qquad \forall a\in \mathbb {R}$
• $|-a|=|a|,\qquad \forall a\in \mathbb {R}$
• $|a+b|\leq |a|+|b|,\qquad \forall a,b\in \mathbb {R}$