Observa que la primera función es continua en R, por ser una composición entre la función valor absoluto y una función polinómica, que son ambas continuas en el conjunto de los números reales.
Luego, planteas la condición de que su argumento sea mayor o igual que cero, y queda:
x2 - 4 ≥ 0, sumas 4 en ambos miembros, y queda:
x2 ≥ 4, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros (observa que su índice es par), y queda:
|x| ≥ 2, que corresponde a las inecuaciones:
x ≤ -2 o x ≥ 2,
a las que les corresponde la expresión:
f(x) = x2 - 4, y observa que es válida para las condiciones: x < -2, x = -2, x = 2 y x > 2;
luego, por defecto, tienes que para las condición complementaria: -2 < x < 2, le corresponde la expresión: f(x) = -(x2 - 4);
y observa que los valores de corte son: x1 = -2 y x2 = 2.
Observa que la segunda función es continua en R, por ser una composición entre la función valor absoluto y una función polinómica, que son ambas continuas en el conjunto de los números reales.
Luego, planteas la condición de que su argumento sea mayor o igual que cero, y queda:
2x - x2 ≥ 0, sumas -1 en ambos miembros, y queda:
-1 + 2x - x2 ≥ -1, multiplicas por -1 en todos los términos de esta inecuación (observa que cambia la desigualdad), y queda:
1 - 2x + x2 ≤ 1, factorizas el trinomio cuadrado perfecto en el primer miembro, y queda:
(-1 + x)2 ≤ 1, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros (observa que su índice es par), y queda:
|-1 + x| ≤ 1, que corresponde a la inecuación doble:
-1 ≤ -1+ x ≤ 1, sumas 1 en los tres miembros de la inecuación doble, y queda la condición:
0 ≤ x ≤ 2,
a la que le corresponde la expresión:
g(x) = 2x - x2, y observa qe es válida para las condiciones: x = 0, 0 < x < 2 y x =2;
luego, por defecto, tienes que para las condiciones complementarias: x < 0 y x > 2, les corresponde la expresión: g(x) = -(2x - x2);
y observa que los valores de corte son: x3 = 0 y x2 = 2.
Luego, puedes plantear las expresiones de las dos funciones con todos los valores de corte expresados en particular, y quedan:
f(x) =
x2 - 4 si x < -2,
x2 - 4 si x = -2,
-(x2 - 4) si -2 < x < 0,
-(x2 - 4) si x = 0,
-(x2 - 4) si 0 < x < 2,
x2 - 4 si x = 2,
x2 - 4 si x > 2;
g(x) =
-(2x - x2) si x < -2,
-(2x - x2) si x = -2,
-(2x - x2) si -2 < x < 0,
2x - x2 si x = 0,
2x - x2 si 0 < x < 2,
2x - x2 si x = 2,
-(2x - x2) si x > 2.
Luego, sumas expresiones trozo a trozo, y la expresión de la función suma queda:
(f + g)(x) = f(x) + g(x) =
x2 - 4 - (2x - x2) si x < -2,
x2 - 4 - (2x - x2) si x = -2,
-(x2 - 4) - (2x - x2) si -2 < x < 0,
-(x2 - 4) + 2x - x2 si x = 0,
-(x2 - 4) + 2x - x2 si 0 < x < 2,
x2 - 4 + 2x - x2 si x = 2,
x2 - 4 - (2x - x2) si x > 2;
luego, distribuyes y reduces términos semejantes en las expresiones de los trozos, y queda:
(f + g)(x) =
2x2 - 2x - 4 si x < -2,
2x2 - 2x - 4 si x = -2,
-2x + 4 si -2 < x < 0,
-2x2 + 2x + 4 si x = 0,
-2x2 + 2x + 4 si 0 < x < 2,
2x - 4 si x = 2,
2x2 - 2x - 4 si x > 2;
luego, observa que puedes sintetizar las dos primeras condiciones, y también la cuarta con la quinta, y queda:
(f + g)(x) =
2x2 - 2x - 4 si x ≤ -2,
-2x + 4 si -2 < x < 0,
-2x2 + 2x + 4 si 0 ≤ x < 2,
2x - 4 si x = 2,
2x2 - 2x - 4 si x > 2.
Espero haberte ayudado.