Vamos resolver por análise de casos (pontos onde os módulos “quebram”).
a) ∣x−1∣≤∣x+1∣
Como ambos os lados são não negativos, podemos elevar ao quadrado:
(x−1)2≤(x+1)2
x2−2x+1≤x2+2x+1
−2x≤2x⇒−4x≤0⇒x≥0
A desigualdade fica satisfeita para x≥0.
Solução (a): [0,∞).
b) ∣x∣−∣x−1∣<x
Pontos críticos: x=0 e x=1.
Caso 1: x≥1
∣x∣=x e ∣x−1∣=x−1:
x−(x−1)<x⇒1<x
Verdade para todo x>1 (não vale em x=1).
Caso 2: 0≤x<1
∣x∣=x e ∣x−1∣=1−x:
x−(1−x)<x⇒2x−1<x⇒x<1
Isso é verdadeiro para todo x∈[0,1).
Caso 3: x<0
∣x∣=−x e ∣x−1∣=1−x:
−x−(1−x)<x⇒−1<x
Com a condição x<0, fica (−1,0).
União dos casos: (−1,0)∪[0,1)∪(1,∞)=(−1,1)∪(1,∞).
Solução (b): (−1,1)∪(1,∞).
c) ∣x−1∣+∣x−2∣≤3
Pontos críticos: x=1 e x=2.
Caso 1: x≤1
∣x−1∣=1−x, ∣x−2∣=2−x:
(1−x)+(2−x)≤3⇒3−2x≤3⇒x≥0
Com x≤1: [0,1].
Caso 2: 1≤x≤2
∣x−1∣=x−1, ∣x−2∣=2−x:
(x−1)+(2−x)=1≤3
Sempre verdadeiro: [1,2].
Caso 3: x≥2
∣x−1∣=x−1, ∣x−2∣=x−2:
(x−1)+(x−2)≤3⇒2x−3≤3⇒x≤3
Com x≥2: [2,3].
União: [0,1]∪[1,2]∪[2,3]=[0,3].
Solução (c): [0,3].
Alternativa correta: (sem alternativas).