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Lección

Gráficas de Funciones Cuadráticas

Gráficas de Funciones Cuadráticas

Ya sabemos resolver la ecuación, ahora vamos a verla. Graficar una parábola puede parecer arte, pero en realidad es seguir una receta. Con solo tres puntos clave (el vértice y los cortes con los ejes), puedes dibujar cualquier curva cuadrática sin necesidad de una computadora.


🎯 ¿Qué vas a aprender?

  • Cómo dibujar una parábola perfecta usando puntos clave.
  • Pasar de la forma estándar (ax2+bx+cax^2+bx+c) a la forma vértice.
  • Leer la gráfica: dónde sube, dónde baja y dónde alcanza su límite.
  • Entender el eje de simetría (el espejo de la parábola).

🗺️ El Mapa del Tesoro

Para no dibujar "a ciegas", necesitamos encontrar los 4 Puntos Vitales de la parábola. Si los tienes, el dibujo sale solo.

El Mapa del Tesoro: Elementos Clave

  1. Orientación: ¿Arriba o abajo? (Depende del signo de aa).
  2. Vértice (VV): El punto exacto donde da la vuelta.
  3. Corte con Y: Donde cruza el eje vertical (la altura inicial).
  4. Raíces (Cortes con X): Donde cruza el suelo (si es que lo hace).

⚙️ Ejemplos Resueltos

Ejemplo 1: Parábola Completa

Graficar f(x)=x24x+3f(x) = x^2 - 4x + 3.

Paso 1: ¿Hacia dónde mira?
a=1a = 1. Como es positivo (++), abre hacia arriba (🙂).

Paso 2: Encontrar el Vértice
El vértice tiene dos coordenadas (x,y)(x, y).

  • Para la xx: Usamos la fórmula sagrada xv=b2ax_v = \frac{-b}{2a}. xv=(4)2(1)=42=2x_v = \frac{-(-4)}{2(1)} = \frac{4}{2} = 2
  • Para la yy: "Enchufamos" ese 2 en la ecuación original. yv=(2)24(2)+3=48+3=1y_v = (2)^2 - 4(2) + 3 = 4 - 8 + 3 = -1

📌 Vértice: (2,1)(2, -1).

Paso 3: Cortes con los ejes

  • Eje Y: Es el valor de cc. Aquí c=3c=3. Punto (0,3)(0, 3).
  • Eje X: Factorizamos x24x+3=0x^2 - 4x + 3 = 0.
    (x3)(x1)=0    x=3,x=1(x-3)(x-1)=0 \implies x=3, x=1.

Gráfica Ejemplo 1


Ejemplo 2: Parábola Invertida

Graficar f(x)=x2+2x+3f(x) = -x^2 + 2x + 3.

1. Orientación:
a=1a = -1. Negativo (-), abre hacia abajo (☹️).

2. Vértice:

  • xv=22(1)=22=1x_v = \frac{-2}{2(-1)} = \frac{-2}{-2} = 1.
  • yv=(1)2+2(1)+3=1+2+3=4y_v = -(1)^2 + 2(1) + 3 = -1 + 2 + 3 = 4.
    📌 Vértice: (1,4)(1, 4).

3. Cortes:

  • Corte Y: c=3c=3. Punto (0,3)(0, 3).
  • Cortes X: x2+2x+3=0-x^2 + 2x + 3 = 0. Multiplicamos por 1-1: x22x3=0x^2 - 2x - 3 = 0.
    (x3)(x+1)=0    x=3,x=1(x-3)(x+1) = 0 \implies x=3, x=-1.

Gráfica Ejemplo 2


Ejemplo 3: Sin Raíces Reales

Graficar f(x)=x2+2x+2f(x) = x^2 + 2x + 2.

1. Vértice:

  • a=1,b=2a=1, b=2.
  • xv=22(1)=1x_v = \frac{-2}{2(1)} = -1.
  • yv=(1)2+2(1)+2=12+2=1y_v = (-1)^2 + 2(-1) + 2 = 1 - 2 + 2 = 1.
    📌 Vértice: (1,1)(-1, 1).

2. Análisis Visual:
El vértice está en altura 11 (por encima del suelo) y la parábola abre hacia arriba.
¿Conclusión? ¡Nunca tocará el suelo! No tiene cortes con X.

3. Puntos de Ayuda:

  • Corte Y: (0,2)(0, 2).
  • Por simetría: Si del vértice (1,1)(-1, 1) damos un paso a la derecha y subimos a 2, entonces un paso a la izquierda (2)(-2) también subirá a 2. Punto (2,2)(-2, 2).

Gráfica Ejemplo 3


Ejemplo 4: Forma Vértice

Graficar f(x)=2(x1)23f(x) = 2(x-1)^2 - 3.

A veces la ecuación viene "pre-cocinada" en la forma a(xh)2+ka(x-h)^2 + k.
¡Es la mejor forma! No hay que calcular nada.

  • Vértice: (h,k)=(1,3)(h, k) = (1, -3). (Nota: al número dentro del paréntesis se le cambia el signo).
  • Orientación: a=2a=2 (Abre arriba y es estrecha).

Puntos extra:
Si x=0    y=2(1)23=2(1)3=1x=0 \implies y = 2(-1)^2 - 3 = 2(1) - 3 = -1. Punto (0,1)(0, -1).
Su gemelo simétrico estará en x=2x=2 con la misma altura 1-1.

Gráfica Ejemplo 4


📝 Ejercicios de Práctica

Ejercicio 1

Encuentra el vértice de y=x26x+5y = x^2 - 6x + 5.

Ver solución

xv=3x_v = 3, yv=4y_v = -4.
Resultado: (3,4)\boxed{(3, -4)}


Ejercicio 2

¿Dónde corta al eje Y la función f(x)=3x2+7f(x) = -3x^2 + 7?

Ver solución

En x=0,y=7x=0, y=7.
Resultado: (0,7)\boxed{(0, 7)}


Ejercicio 3

¿Cuáles son las raíces de y=x29y = x^2 - 9?

Ver solución

x2=9x^2=9.
Resultado: 3,3\boxed{3, -3}


Ejercicio 4

Escribe la ecuación del eje de simetría de y=(x2)2+5y = (x-2)^2 + 5.

Ver solución

Pasa por el vértice x=2x=2.
Resultado: x=2\boxed{x=2}


Ejercicio 5

Si el vértice es (1,3)(1, 3) y pasa por (0,4)(0, 4), encuentra el punto simétrico.

Ver solución

El simétrico de x=0x=0 respecto a x=1x=1 es x=2x=2. La altura yy es la misma.
Resultado: (2,4)\boxed{(2, 4)}


Ejercicio 6

Convierte y=x2+4x+4y = x^2 + 4x + 4 a forma vértice.

Ver solución

Es un trinomio cuadrado perfecto: (x+2)2(x+2)^2.
Resultado: y=(x+2)2\boxed{y = (x+2)^2}


Ejercicio 7

¿Tiene máximo o mínimo la función y=5(x+1)22y = -5(x+1)^2 - 2?

Ver solución

a=5a=-5, abre abajo.
Resultado: Maˊximo\boxed{\text{Máximo}}


Ejercicio 8

Encuentra el vértice de y=2x2+8xy = -2x^2 + 8x.

Ver solución

xv=8/4=2x_v = -8/-4 = 2.
yv=2(4)+16=8y_v = -2(4)+16 = 8.
Resultado: (2,8)\boxed{(2, 8)}


Ejercicio 9

Determina si la parábola y=x2+10y = x^2 + 10 corta al eje X.

Ver solución

Vértice en (0,10)(0, 10), abre arriba. Nunca baja al eje X.
Resultado: No\boxed{\text{No}}


Ejercicio 10

Grafica mentalmente: vértice en (0,0)(0,0) y pasa por (1,1)(1,1). ¿Cuál es la función?

Ver solución

La parábola básica.
Resultado: y=x2\boxed{y = x^2}


🔑 Resumen

PistaQué nos dice
VérticeEl punto de partida de la gráfica.
Eje de SimetríaLa línea vertical x=xvx = x_v actúa como un espejo.
RaícesLos puntos sobre el suelo (eje X).

Conclusión: Dibujar una parábola no requiere talento artístico, solo saber encontrar sus puntos vitales. El vértice es la cabeza y los interceptos son los pies sobre la tierra.