Les vencimos

Matemáticas Generales · 1º Bachillerato

Lección 21 · D · Algebraico

Funciones cuadráticas

1º Bach Matemáticas Generales · CyL Decreto 40/2022 · D.2 Funciones cuadráticas

Objetivos

Dónde corta y dónde gira

Una cuadrática de la forma (x − r)(x − s) vale 0 justo cuando x = r o x = s. Esas son las raíces, los cortes con el eje horizontal. La parábola es simétrica respecto de la vertical que pasa por el punto medio de las raíces. Ese punto es el vértice.

raíces 1 y 3 · eje de simetría x = 1 + 3 = 4
4 / 2 = 2 · f(2) = −1 · abre hacia arriba porque el coeficiente de x² es positivo · f(x) = x² − 4x + 3 es la misma función desarrollada

En el gráfico los círculos claros están en (1, 0) y (3, 0), sobre el eje. El círculo ámbar está más abajo, en (2, −1): entre las dos raíces la función es negativa, porque los factores (x−1) y (x−3) tienen signos distintos. Fuera del intervalo, por ejemplo en x = 0 o en x = 4, la función vale 3 y la curva está por encima del eje.

Desarrollar no cambia la parábola: (x−1)(x−3) = x² − 3x − x + 3
x² − 3x − x + 3 = x² − 4x + 3. Sustituir x = 1 en el polinomio da 1 − 4 = −3
−3 + 3 = 0, la misma raíz. El vértice no se lee en el término independiente; el 3 es f(0), otro punto.

xf(x)Qué es
10raíz
2−1vértice, mínimo
30raíz
03corte con el eje vertical

Gráfico del ejemplo

La figura no es decoración: los trazos corresponden a los números del ejemplo 1.

Parábola con raíces en x = 1 y x = 3 y vértice en (2, −1) (1, 0) (3, 0) vértice (2, −1) f(x) = (x − 1)(x − 3) = x² − 4x + 3

Ejemplo resuelto 1 — Raíces y vértice

Para f(x) = (x − 1)(x − 3), halla los cortes con el eje horizontal y el vértice.

  1. f(x) = 0 cuando x − 1 = 0 o x − 3 = 0. Raíces x = 1 y x = 3. Son los círculos claros.Glosa: no sumes 1+3 para obtener una raíz. Cada factor aporta la suya.
  2. El eje de simetría es la media: 1 + 3 = 4
    4 / 2 = 2.Glosa: en una parábola con dos raíces, el vértice cae justo en medio.
  3. f(2) = (2−1)(2−3)
    (2−1)(2−3) = (1)(−1)
    (1)(−1) = −1. Vértice (2, −1), el círculo ámbar.Glosa: hay que evaluar. Saber la x del vértice no da la y.
  4. Como el mínimo es −1, negativo, la curva cruza el eje, baja y vuelve a cruzar. El gráfico lo enseña.Glosa: si el vértice hubiera sido positivo y el coeficiente de x² positivo, no habría raíces reales. Aquí sí las hay.

Ejemplo resuelto 2 — Desarrollar y comprobar

Escribe f como polinomio y comprueba f(1), f(3) y f(0).

  1. (x−1)(x−3) = x² − 4x + 3.Glosa: −3x − x = −4x, y (−1)(−3) = +3.
  2. 1 − 4 = −3
    −3 + 3 = 0
    f(1) = 0.9 − 12 = −3
    −3 + 3 = 0
    f(3) = 0.Glosa: las raíces sobreviven al desarrollo. Si no dan 0, te has equivocado al expandir.
  3. f(0) = 3, el término independiente. Es el corte vertical, no el vértice.Glosa: el vértice está en x = 2, no en x = 0.
  4. 16 − 16 = 0
    0 + 3 = 3
    f(4) = 3, igual que f(0). La simetría respecto de x = 2 lo explica: 0 y 4 están a la misma distancia del eje.Glosa: 2−0 = 2 y 4−2 = 2. Por eso las alturas coinciden.

Ejemplo resuelto 3 — Ecuación y signo

Resuelve x² − 4x + 3 = 0 y di el signo de f en el intervalo (1, 3).

  1. Ya está factorizada: (x−1)(x−3) = 0, soluciones 1 y 3.Glosa: puedes usar la fórmula general, pero aquí sobra: las raíces se ven.
  2. Prueba un punto de dentro,x = 2:
    f(2) = −1, negativo.Glosa: un solo punto interior basta para el signo en todo (1, 3), porque la parábola no corta el eje por medio.
  3. Fuera,x = 0:
    f(0) = 3, positivo. A la derecha de 3 también, por simetría o por x = 4.Glosa: el signo cambia en cada raíz simple.
  4. Lectura: la parábola está por debajo del eje solo entre las dos raíces, que es lo que muestra el vértice bajo el eje.Glosa: no digas que es negativa «porque abre hacia abajo». Abre hacia arriba y aun así tiene un tramo negativo.

Ejercicios

Escribe el razonamiento completo en el editor, no solo la cifra. Si el enunciado pide figura, dibújala en el lienzo de esta misma página.

1. Mueve las raíces

g(x) = (x − 0)(x − 4)
(x − 0)(x − 4) = x(x − 4). Halla raíces y vértice.

Por qué (abre cuando hayas escrito)

Raíces 0 y 4. El vértice está en x = 2, la media.2 − 4 = −2
2 · (−2) = −4
g(2) = −4. Vértice (2, −4). El paso es el mismo que en el ejemplo: media de las raíces y sustitución. No reutilices el −1 de f; esa altura era de otras raíces, más juntas. Aquí la parábola baja más. Comprueba g(0) = 0 y g(4) = 0.

2. Coeficiente que no es 1

h(x) = 2(x − 1)(x − 3). ¿Cambian las raíces? ¿Y la y del vértice?

Por qué (abre cuando hayas escrito)

Las raíces siguen en 1 y 3, porque el factor 2 no se anula. El eje sigue en x = 2. Pero h(2) = 2·(−1) = −2, no −1. El vértice baja a (2, −2). El paso es no creer que un coeficiente positivo delante solo «estrecha» sin tocar la altura: multiplica todos los valores, también el del vértice. Las raíces se salvan precisamente porque lo que se multiplica es cero.

3. Sin raíces reales

p(x) = x² + 1. ¿Dónde está el vértice y por qué no corta al eje horizontal?

Por qué (abre cuando hayas escrito)

p(x) = x² + 1 es siempre al menos 1. El mínimo está en x = 0, p(0) = 1, vértice (0, 1), por encima del eje. No hay raíces reales: x² = −1 no tiene solución real. El paso es mirar el vértice antes de forzar una factorización que no existe. A diferencia del ejemplo, aquí no hay dos cortes que promediar; la simetría se lee porque no hay término en x, así que el eje es x = 0.

Dibuja en el lienzo

Reproduce a mano el gráfico del ejemplo: ejes o nodos, los datos numéricos y una frase con la conclusión. El botón borra el lienzo sin salir de la lección.

Laboratorio — Parábola con raíces 1 y 3. Si el marco no carga, abre el hermano: l21-funciones-cuadraticas.html.

Comprueba

Tres preguntas. Responde mentalmente antes de abrir el porqué.

¿Cuáles son las raíces y el vértice de la parábola dibujada?

Raíces x = 1 y x = 3, vértice (2, −1). Por qué: la forma (x−1)(x−3) se anula en 1 y en 3, el medio es 2 y f(2) = −1. Los tres puntos están marcados; el ámbar es el más bajo.

¿Por qué f vale 3 en x = 0 y también en x = 4?

Por la simetría respecto de x = 2. Por qué: 0 y 4 equidistan del eje, y al desarrollar f(0) = 3 y f(4) = 3. No es casualidad del término independiente solo: el 3 de f(0) se refleja al otro lado.

¿Abrir hacia arriba implica que la función es positiva?

No. Por qué: el coeficiente de x² es positivo, así que hay un mínimo, pero ese mínimo es −1, por debajo del eje. Entre las raíces la función es negativa. Positiva lo es fuera de [1, 3].

Reto Profesor

Marca las tres

En el lienzo dibuja la parábola, señala (1, 0), (3, 0) y (2, −1) y escribe el signo entre las raíces.

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