Función Cuadrática
Contenido abordado en II y III medio.
Electivo Límites, Derivadas e Integrales
Montserratt I. Guerrero Barra
3ero y 4to Medio
Algunas aplicaciones de la función
Construcción
Deportes
Función Cuadrática
Gráficamente representa una parábola que puede
ser cóncava hacia arriba o hacia abajo y cuya
curva es simétrica respecto al eje de simetría.
Representación algebraica
𝒇 𝒙 = 𝒚 = 𝒂𝒙𝟐
+ 𝒃𝒙 + 𝒄, 𝑎, 𝑏, 𝑐 ∈ ℝ 𝑦 𝑎 ≠ 0
Notar: que 𝑎, 𝑏, 𝑐 son coeficientes numéricos de la función
Las ramas de la curva se prolongan infinitamente,
por ende, abarcará a todos los valores del eje x.
Por lo tanto, su dominio es: 𝑫𝒐𝒎 𝒇 = ℝ
Concavidad
El sentido de concavidad depende del signo del termino cuadrático 𝑎:
• Si la curva se abre hacia arriba, se dice cóncava positiva y 𝒂 > 𝟎.
• Si la curva se abre hacia abajo, se dice cóncava negativa y 𝒂 < 𝟎.
Nota: Si 𝑎 = 0 no existe función cuadrática y sería una función lineal.
Ejercicio Resuelto
¿Cuál es la concavidad de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
𝑎 = −2 y −2 < 0
Respuesta: Por lo tanto, la función es cóncava negativa,
es decir, de la forma ∩.
Glosario:
La expresión 𝒂 > 𝟎 significa, para todos los valores de a mayores
que cero (positivos)
La expresión 𝒂 < 𝟎 significa, para todos los valores de a menores
que cero (negativos)
Abertura de la curva
Su abertura dependerá del valor absoluto del termino cuadrático.
A mayor valor absoluto de 𝑎 menor será la abertura de la función
y viceversa.
Para visualizar qué tan abierta o cerrada es la curva, se puede
comparar con la función 𝑓 𝑥 = 𝑥2.
• Si 0 < 𝑎 < 1 la función se dilatará (más abierta) que 𝑓 𝑥 = 𝑥2
• Si 𝑎 > 1 la función se contraerá (más cerrada) que 𝑓 𝑥 = 𝑥2
Nota: Es análogo para 𝑓 𝑥 = −𝑥2 y 𝑎 < 0
Glosario:
La expresión 𝟎 < 𝒂 < 𝟏 significa, para todos los valores de a mayores que 0 y
menores que 1.
La expresión 𝒂 > 𝟏 significa, para todos los valores de a mayores que 1.
La expresión 𝒂 < 𝟎 significa, para todos los valores de a menores que 0 (negativos)
Vértice
Coordenada que pertenece a la función e intersecta al
eje de simetría. Se puede de dos maneras:
Ejercicio resuelto:
¿Cuál es el vértice de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
Paso 1: Identificar los coeficientes a y b
𝑎 = −2 𝑦 𝑏 = 4
Paso 2: Determinar el valor de
−𝑏
2𝑎
−𝑏
2𝑎
=
−4
2 ∙ −2
=
−4
−4
= 1
Paso 3: Reemplazar ese valor en la función
𝑓 1 = −2 ∙ 1 2 +4 ∙ 1 + 4 = −2 + 4 + 4 = 6
Respuesta: Por lo tanto, el vértice es 𝑉 1 , 6 .
Eje de Simetría
Recta vertical que divide a la función en dos curvas
simétricas. El valor del eje de simetría coincide con el
valor del primer punto del vértice. Su ecuación es:
Ejercicio resuelto:
¿Cuál es el eje de simetría de la función
𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
Paso 1: Identificar los coeficientes a y b
𝑎 = −2 𝑦 𝑏 = 4
Paso 2: Determinar el valor de
−𝑏
2𝑎
𝑋 =
−𝑏
2𝑎
=
−4
2 ∙ −2
=
−4
−4
= 1
Respuesta: El eje de simetría de la función es 𝑥 = 1
Nota: Ambos elementos se grafican en la diapositiva 1.
Raíces o Soluciones de la función
Intersecciones con el eje x
Son las coordenadas de la función que intersectan la
curva con el eje x: 𝑥1, 0 y 𝑥2, 0 . Para encontrarlas
se utiliza la siguiente fórmula:
Ejercicio Resuelto
¿Cuáles son las raíces de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
Respuesta: Las coordenadas son −0,7; 0 y 2,7; 0
Intersecciones con el eje 𝑌
Coordenada de la función que intersecta la curva con
el eje y, es decir, (0, 𝑐). Donde c es el coeficiente
independiente de la función 𝑓 𝑥 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐
Ejercicio Resuelto
¿Cuál es la intersección con el eje y de la función
𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
𝑐 = 4
Respuesta: La coordenada es 0, 4
El recorrido de la función depende de su concavidad.
Si la función es cóncava positiva, 𝑹𝒆𝒄 𝒇 = −
( ∆ )
𝟒𝒂
, +∞
Si la función es cóncava negativa, 𝑹𝒆𝒄 𝒇 = −∞, −
( ∆ )
𝟒𝒂
Recordar que: ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐
La expresión 𝑏2 − 4𝑎𝑐 se llama discriminante
y su valor indica si la función tiene una, dos o
ninguna solución.
Ejercicio Resuelto
¿Cuál es el ∆ de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4?
Paso 1: Identificar los coeficientes a, b y c
𝑎 = −2, 𝑏 = 4 𝑦 𝑐 = 4
Paso 2: Reemplazar en ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐
𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 42 − 4 ∙ −2 ∙ 4 = 48
Respuesta: ∆ = 48, como ∆> 0 la función tiene
2 soluciones reales.
∆ = 𝟎 ∆ > 𝟎
∆ < 𝟎
Discriminante ∆
Existe una relación entre las raíces de la
función y sus coeficientes numéricos
Signo de ∆ Intersección eje X
∆ < 0 No intersecta al eje x
∆ = 0
Intersecta un punto
𝑥1 = 𝑥2
∆ > 0
Intersecta dos puntos distintos
𝑥1 ≠ 𝑥2
Desp𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖ó𝑛
Se puede determinar el desplazamiento vertical u horizontal de la función dependiendo de la
representación algebraica que presente. Para ambos casos se utilizará como referencia la función
cuadrática 𝑓 𝑥 = 𝑥2
.
Desplazamiento Vertical
Si la función cuadrática esta de la forma 𝑓 𝑥 = 𝑥2
+ 𝑘.
• Se moverá k unidades hacia arriba si 𝒌 > 𝟎.
Por ejemplo: 𝑦 = 𝑥2
+ 𝟐
La función se ha desplazado 2 unidades hacia arriba.
• Se moverá k unidades hacia abajo si k < 0.
Por ejemplo: 𝑦 = 𝑥2
− 𝟐
La función se ha desplazado 2 unidades hacia abajo.
Glosario:
La expresión 𝒌 > 𝟎 significa, para todos los valores de k mayores que cero (positivos)
La expresión 𝒌 < 𝟎 significa, para todos los valores de k menores que cero (negativos)
Desplazamiento Horizontal
Si la función cuadrática esta de la forma 𝑓 𝑥 = 𝑥 + ℎ 2
− Se moverá ℎ unidades hacia la − Se moverá ℎ unidades hacia la
izquierda si 𝒉 > 𝟎. derecha si 𝒉 < 𝟎.
𝑦 = 𝑥 + 𝟒 2
𝑦 = 𝑥 − 2 2
Se ha desplazado 4 unidades hacia la izquierda. Se ha desplazado 2 unidades hacia la derecha.
Glosario:
La expresión 𝒉 > 𝟎 significa, para todos los valores de h mayores que cero (positivos)
La expresión 𝒉 < 𝟎 significa, para todos los valores de h menores que cero (negativos)
Ejercicio Resuelto
Grafica la función 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4
Paso 1: Determinar sus elementos
Como ya se han obtenido los elementos con fórmulas en
diapositivas anteriores, ahora solo basta mencionarlos:
Concavidad: Cóncava negativa, ya que 𝑎 = −2 < 0. Por
lo tanto las ramas se abren hacia abajo.
Discriminante: ∆ = 48, se intersecta en dos coordenadas
distintas con el eje x.
Intersección eje X: 𝑥1 = −0,7; 0 y 𝑥2 = 2,7; 0
Intersección eje Y: 0, 4
Eje de simetría: 𝑥 = 1
Vértice: 𝑉 1,6
Paso 2: Graficar.
𝑋
𝑌
Referencias:
• Libro: Texto del Estudiante Matemática Segundo Medio.
• Libro: Texto del Estudiante Matemática Tercero Medio.
• Libro: Álgebra, Ximena Carreño y Ximena Cruz.
• Libro: Resumen Pitágoras, Matemática.
• Instagram: #funcióncuadrática y #funcioncuadrática.
• Canal de Youtube: profe alex, funciones, función cuadrática.
• Canal de Youtube: unicoos, funciones, función cuadrática.

FUNCION CUADRATICA- CUARTO DE SECUNDARIA

  • 1.
    Función Cuadrática Contenido abordadoen II y III medio. Electivo Límites, Derivadas e Integrales Montserratt I. Guerrero Barra 3ero y 4to Medio
  • 2.
    Algunas aplicaciones dela función Construcción Deportes
  • 3.
    Función Cuadrática Gráficamente representauna parábola que puede ser cóncava hacia arriba o hacia abajo y cuya curva es simétrica respecto al eje de simetría. Representación algebraica 𝒇 𝒙 = 𝒚 = 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄, 𝑎, 𝑏, 𝑐 ∈ ℝ 𝑦 𝑎 ≠ 0 Notar: que 𝑎, 𝑏, 𝑐 son coeficientes numéricos de la función Las ramas de la curva se prolongan infinitamente, por ende, abarcará a todos los valores del eje x. Por lo tanto, su dominio es: 𝑫𝒐𝒎 𝒇 = ℝ
  • 4.
    Concavidad El sentido deconcavidad depende del signo del termino cuadrático 𝑎: • Si la curva se abre hacia arriba, se dice cóncava positiva y 𝒂 > 𝟎. • Si la curva se abre hacia abajo, se dice cóncava negativa y 𝒂 < 𝟎. Nota: Si 𝑎 = 0 no existe función cuadrática y sería una función lineal. Ejercicio Resuelto ¿Cuál es la concavidad de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? 𝑎 = −2 y −2 < 0 Respuesta: Por lo tanto, la función es cóncava negativa, es decir, de la forma ∩. Glosario: La expresión 𝒂 > 𝟎 significa, para todos los valores de a mayores que cero (positivos) La expresión 𝒂 < 𝟎 significa, para todos los valores de a menores que cero (negativos)
  • 5.
    Abertura de lacurva Su abertura dependerá del valor absoluto del termino cuadrático. A mayor valor absoluto de 𝑎 menor será la abertura de la función y viceversa. Para visualizar qué tan abierta o cerrada es la curva, se puede comparar con la función 𝑓 𝑥 = 𝑥2. • Si 0 < 𝑎 < 1 la función se dilatará (más abierta) que 𝑓 𝑥 = 𝑥2 • Si 𝑎 > 1 la función se contraerá (más cerrada) que 𝑓 𝑥 = 𝑥2 Nota: Es análogo para 𝑓 𝑥 = −𝑥2 y 𝑎 < 0 Glosario: La expresión 𝟎 < 𝒂 < 𝟏 significa, para todos los valores de a mayores que 0 y menores que 1. La expresión 𝒂 > 𝟏 significa, para todos los valores de a mayores que 1. La expresión 𝒂 < 𝟎 significa, para todos los valores de a menores que 0 (negativos)
  • 6.
    Vértice Coordenada que pertenecea la función e intersecta al eje de simetría. Se puede de dos maneras: Ejercicio resuelto: ¿Cuál es el vértice de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? Paso 1: Identificar los coeficientes a y b 𝑎 = −2 𝑦 𝑏 = 4 Paso 2: Determinar el valor de −𝑏 2𝑎 −𝑏 2𝑎 = −4 2 ∙ −2 = −4 −4 = 1 Paso 3: Reemplazar ese valor en la función 𝑓 1 = −2 ∙ 1 2 +4 ∙ 1 + 4 = −2 + 4 + 4 = 6 Respuesta: Por lo tanto, el vértice es 𝑉 1 , 6 . Eje de Simetría Recta vertical que divide a la función en dos curvas simétricas. El valor del eje de simetría coincide con el valor del primer punto del vértice. Su ecuación es: Ejercicio resuelto: ¿Cuál es el eje de simetría de la función 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? Paso 1: Identificar los coeficientes a y b 𝑎 = −2 𝑦 𝑏 = 4 Paso 2: Determinar el valor de −𝑏 2𝑎 𝑋 = −𝑏 2𝑎 = −4 2 ∙ −2 = −4 −4 = 1 Respuesta: El eje de simetría de la función es 𝑥 = 1 Nota: Ambos elementos se grafican en la diapositiva 1.
  • 7.
    Raíces o Solucionesde la función Intersecciones con el eje x Son las coordenadas de la función que intersectan la curva con el eje x: 𝑥1, 0 y 𝑥2, 0 . Para encontrarlas se utiliza la siguiente fórmula: Ejercicio Resuelto ¿Cuáles son las raíces de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? Respuesta: Las coordenadas son −0,7; 0 y 2,7; 0 Intersecciones con el eje 𝑌 Coordenada de la función que intersecta la curva con el eje y, es decir, (0, 𝑐). Donde c es el coeficiente independiente de la función 𝑓 𝑥 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 Ejercicio Resuelto ¿Cuál es la intersección con el eje y de la función 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? 𝑐 = 4 Respuesta: La coordenada es 0, 4 El recorrido de la función depende de su concavidad. Si la función es cóncava positiva, 𝑹𝒆𝒄 𝒇 = − ( ∆ ) 𝟒𝒂 , +∞ Si la función es cóncava negativa, 𝑹𝒆𝒄 𝒇 = −∞, − ( ∆ ) 𝟒𝒂 Recordar que: ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐
  • 8.
    La expresión 𝑏2− 4𝑎𝑐 se llama discriminante y su valor indica si la función tiene una, dos o ninguna solución. Ejercicio Resuelto ¿Cuál es el ∆ de 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4? Paso 1: Identificar los coeficientes a, b y c 𝑎 = −2, 𝑏 = 4 𝑦 𝑐 = 4 Paso 2: Reemplazar en ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 42 − 4 ∙ −2 ∙ 4 = 48 Respuesta: ∆ = 48, como ∆> 0 la función tiene 2 soluciones reales. ∆ = 𝟎 ∆ > 𝟎 ∆ < 𝟎 Discriminante ∆ Existe una relación entre las raíces de la función y sus coeficientes numéricos Signo de ∆ Intersección eje X ∆ < 0 No intersecta al eje x ∆ = 0 Intersecta un punto 𝑥1 = 𝑥2 ∆ > 0 Intersecta dos puntos distintos 𝑥1 ≠ 𝑥2
  • 9.
    Desp𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖ó𝑛 Se puede determinar el desplazamiento vertical u horizontal de la función dependiendo de la representación algebraica que presente. Para ambos casos se utilizará como referencia la función cuadrática 𝑓 𝑥 = 𝑥2 . Desplazamiento Vertical Si la función cuadrática esta de la forma 𝑓 𝑥 = 𝑥2 + 𝑘. • Se moverá k unidades hacia arriba si 𝒌 > 𝟎. Por ejemplo: 𝑦 = 𝑥2 + 𝟐 La función se ha desplazado 2 unidades hacia arriba. • Se moverá k unidades hacia abajo si k < 0. Por ejemplo: 𝑦 = 𝑥2 − 𝟐 La función se ha desplazado 2 unidades hacia abajo. Glosario: La expresión 𝒌 > 𝟎 significa, para todos los valores de k mayores que cero (positivos) La expresión 𝒌 < 𝟎 significa, para todos los valores de k menores que cero (negativos)
  • 10.
    Desplazamiento Horizontal Si lafunción cuadrática esta de la forma 𝑓 𝑥 = 𝑥 + ℎ 2 − Se moverá ℎ unidades hacia la − Se moverá ℎ unidades hacia la izquierda si 𝒉 > 𝟎. derecha si 𝒉 < 𝟎. 𝑦 = 𝑥 + 𝟒 2 𝑦 = 𝑥 − 2 2 Se ha desplazado 4 unidades hacia la izquierda. Se ha desplazado 2 unidades hacia la derecha. Glosario: La expresión 𝒉 > 𝟎 significa, para todos los valores de h mayores que cero (positivos) La expresión 𝒉 < 𝟎 significa, para todos los valores de h menores que cero (negativos)
  • 11.
    Ejercicio Resuelto Grafica lafunción 𝑓 𝑥 = −2𝑥2 + 4𝑥 + 4 Paso 1: Determinar sus elementos Como ya se han obtenido los elementos con fórmulas en diapositivas anteriores, ahora solo basta mencionarlos: Concavidad: Cóncava negativa, ya que 𝑎 = −2 < 0. Por lo tanto las ramas se abren hacia abajo. Discriminante: ∆ = 48, se intersecta en dos coordenadas distintas con el eje x. Intersección eje X: 𝑥1 = −0,7; 0 y 𝑥2 = 2,7; 0 Intersección eje Y: 0, 4 Eje de simetría: 𝑥 = 1 Vértice: 𝑉 1,6 Paso 2: Graficar. 𝑋 𝑌
  • 12.
    Referencias: • Libro: Textodel Estudiante Matemática Segundo Medio. • Libro: Texto del Estudiante Matemática Tercero Medio. • Libro: Álgebra, Ximena Carreño y Ximena Cruz. • Libro: Resumen Pitágoras, Matemática. • Instagram: #funcióncuadrática y #funcioncuadrática. • Canal de Youtube: profe alex, funciones, función cuadrática. • Canal de Youtube: unicoos, funciones, función cuadrática.