martes, 28 de abril de 2020

Función cuadrática

Una función cuadrática (o parabólica) es una función polinómica de segundo grado. Es decir, tiene la forma
Explicamos las funciones cuadráticas o parábolas (definición, ejemplos, vértice, puntos de corte con los ejes, forma factorizada, forma canónica, intersección) y resolvemos problemas. Matemáticas. Funciones. Gráficas.
siendo a≠0.
Esta forma de escribir la función se denomina forma general.
La gráfica de una función cuadrática siempre es una parábola.

Ejemplo

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Las parábolas tienen forma de ∪ (si a>0) o de ∩ (si a<0).

Además de la orientación, el coeficiente a es la causa de la amplitud de la función: cuanto mayor es |a|, más rápido crece (o decrece) la parábola, por lo que es más cerrada.

Vértice

Las funciones cuadráticas tienen un máximo (si a<0) o un mínimo (si a>0). Este punto es el vértice de la parábola.
La primera coordenada del vértice es
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Y la segunda coordenada es su imagen:
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Ejemplo

Calculamos el vértice de la función
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Identificamos los coeficientes:
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Como a es negativo, la parábola tiene forma de ∩. El vértice es un máximo.
La primera coordenada del vértice es
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Calculamos la segunda coordenada:
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Por tanto, el vértice es el punto
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Gráfica:
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 Puntos de corte con los ejes

Una parábola siempre corta el eje de ordenadas (eje Y) en un punto. Como esto ocurre cuando x=0, se trata del punto (0,c) puesto que f(0)=c.

Una función corta al eje de abscisas cuando y=0. Por tanto, para hallar estos puntos de corte, tenemos que resolver una ecuación cuadrática:
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Como una ecuación cuadrática puede tener una, dos o ninguna solución, puede haber uno, dos o ningún punto de corte con el eje X.
Recordamos la fórmula que necesitamos:
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Ejemplo

Calculamos los puntos de corte de la función
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Los coeficientes de la ecuación son a=1, b=0 y c=−1.
Eje Y:
El punto de corte con el eje Y es (0,−1).
Eje X:
Resolvemos la ecuación de segundo grado:
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Hay dos soluciones: x=1 y x=−1.
La segunda coordenada es 0.
Por tanto, tenemos los puntos de corte
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Gráfica:
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Formas factorizada y canónica

La forma factorizada de una función cuadrática es
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donde a es el coeficiente principal (visto anteriormente); x1 y x2 son las soluciones de la ecuación ax2+bx+c=0.
  • Si la ecuación ax2+bx+c=0 no tiene soluciones, no podemos factorizar la función.
  • Si la ecuación sólo tiene una solución, x1, la forma factorizada es f(x)=a(x−x1)2.

Ejemplo

En el ejemplo anterior vimos que los puntos de corte con el eje X de la función f(x)=x2−1 son (1,0) y (−1,0). Por tanto, la forma factorizada de esta función es
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La forma canónica de una función cuadrática es
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donde a es el coeficiente principal visto ya; h es la primera coordenada del vértice y k es la segunda.

Ejemplo

Vimos en un ejemplo que el vértice de la función f(x)=−2x2+3 es (3/4,9/8). Por tanto, su forma canónica es
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Intersección de dos parábolas

Podemos preguntarnos si las gráficas de dos funciones se cortan entre sí. Para resolver esta pregunta, tenemos que igualar las funciones y resolver la ecuación resultante.

Ejemplo

Calculamos la intersección de las siguientes parábolas:
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Igualamos ambas funciones y resolvemos la ecuación:
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Las soluciones de la ecuación son x=1 y x=−1.
La segunda coordenada se obtiene calculando la imagen:
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Por tanto, los puntos de corte son (1,0) y (−1,0).
Gráfica:
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EJEMPLOS;
Problema 1

Calcular el vértice de la siguiente función parabólica:
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SOLUCIÓN
Los coeficientes son a=−3, b=6 y c=5.
La primera coordenada del vértice es
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Calculamos la segunda coordenada:
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Por tanto, el vértice es el punto (1,8).
Gráfica:
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Problema 2

Determinar los puntos de corte de la parábola
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Y el vértice de la parábola
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SOLUCIÓN 
La forma factorizada nos facilita calcular los puntos de corte con el eje X:
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Punto de corte con el eje Y (sustituimos x=0):
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Por tanto, es el punto (0,−6).
Gráfica de f:
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La forma canónica de la función g nos proporciona las coordenadas de su vértice: (2,−4).
Gráfica de g:
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ACTIVIDAD: Realizar los siguientes ejercicios en su cuaderno tomar foto y enviarla. 

1) Calcular los puntos de intersección de las siguientes funciones:
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2) Determinar los puntos de corte y el vértice de la siguiente función:
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3) Determinar los puntos de corte y el vértice de la siguiente función:
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