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https://fevakuk.femato.co.za/dda?utm_term=graficas+de+funciones+lineales+y+cuadraticas+ejercicios+resueltos Graficas de funciones lineales y cuadraticas ejercicios resueltos Capítulo del libro (teoría y ejercicios) – SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN EN EL PLANO (ejes de coordenadas o cartesianos, coordenadas cartesianas), FUNCIONES (concepto, gráfica de una función, función afín y cuadrática, gráficas de funciones con geogebra, gráficas de funciones lineales y afines), CARACTERÍSTICAS DE UNA FUNCIÓN (continuidad, monotonía: crecimiento y decrecimiento, extremos: máximos y mínimos, simetría, periodicidad) – Apuntes Marea Verde Resumen teoría – funciones lineales – IES Complutense Resumen teoría – funciones cuadráticas – IES Complutense CON SOLUCIONES: SIN SOLUCIONES: Funciones lineales y cuadráticas Problemas métricos en el plano Explicamos los conceptos básicos relacionados con las funciones lineales y resolvemos algunos problemas. Índice: Definición y ejemplo Pendiente y ordenada Gráfica Puntos de corte con los ejes Función a partir de dos puntos Intersección de dos funciones Paralelas y perpendiculares Problemas resueltos 1. Definición y ejemplo Una función lineal es una función polinómica de primer grado. Es decir, tiene la siguiente forma siendo \(meq 0\). \(m\) es la pendiente de la función \(n\) es la ordenada (en el origen) de la función La gráfica de una función lineal es siempre una recta. La pendiente de la función es \(m=2\) y la ordenada es \(n=-1\). 2. Pendiente y ordenada La pendiente es el coeficiente de la variable, es decir, \(m\). Geométricamente, cuanto mayor es la pendiente, más inclinada es la recta. Es decir, más rápido crece la función. Si la pendiente es positiva, la función es creciente. Si la pendiente es negativa, la función es decreciente. Rectas con pendientes 1, 2, 3 y -1: Observad que la recta con pendiente negativa \(-1\) es decreciente (la roja). Las otras tres rectas son crecientes. De las rectas crecientes, la que crece más rápidamente es la verde (pendiente \(3\)). 3. Gráfica Como una función lineal es una recta, para representar su gráfica sólo tenemos que trazar la recta que une dos de sus puntos. Para ello, calculamos la imagen de dos puntos cualesquiera. La definición formal de la gráfica de la función es el conjunto de puntos siguiente: $$ \{ (x, f(x))\}$$ Vamos a representar la gráfica de la función Hacemos una tabla para calcular dos puntos de la gráfica: Representamos la recta a partir de los puntos \((4,5)\) y \((-2,-7)\): Observad que la recta corta al eje Y por debajo del eje X, esto se debe a que la ordenada es negativa (\(n = -3\)). 4. Puntos de corte con los ejes Una función lineal siempre corta al eje Y en un punto. También, corta al eje X en un punto. El punto de corte con el eje Y es el punto de la recta que tiene la primera coordenada igual a \(0\): El punto de corte con el eje X es el punto de la recta que tiene \(0\) en la segunda coordenada. Se calcula igualando a \(0\) la función y resolviendo la ecuación obtenida. Calculamos los puntos de corte de la función del ejemplo anterior, Corte con el eje Y: Es el punto Observad que la segunda coordenada es la ordenada. Corte con el eje X: Es el punto 5. Función a partir de dos puntos Si tenemos dos puntos de la recta, podemos calcular la expresión algebraica de la función. Sólo tenemos que sustituir las coordenadas de los puntos en la forma general de la función y resolver el sistema de ecuaciones. Vamos a calcular la función lineal que pasa por los puntos \((1,2)\) y \((2,7)\). Tenemos que hallar la pendiente, \(m\), y la ordenada, \(n\). Primer punto Como \(x =1\) e \(y=2\), sustituyendo, Segundo punto Como \(x =2\) e \(y=7\), sustituyendo, Tenemos el sistema Resolviendo el sistema, por ejemplo, por reducción, tenemos que \(m = 5\) (con lo que \(n=-3\)). Por tanto, se trata de la función 6. Intersección de dos funciones Si tenemos dos funciones lineales, podemos preguntarnos si las rectas que representan se cortan y en qué punto lo hacen. Para responder esta pregunta, sólo tenemos que igualar las dos expresiones algebraicas y resolver la ecuación. Vamos a calcular el punto de corte de las dos siguientes rectas: Como \(y = y\), igualando, Resolvemos la ecuación: La primera coordenada del punto de corte es \(x=4\). La segunda coordenada la obtenemos calculando su imagen en alguna de las dos rectas: Por tanto, el punto de corte es \((4,7)\). Gráfica: 7. Paralelas y perpendiculares Dos rectas son paralelas si no se cortan en ningún punto (o si son iguales). Esto ocurre cuando tienen la misma pendiente, \(m\). Dos rectas son perpendiculares si se cortan formando un ángulo recto (ángulo de 45°). Las rectas perpendiculares a la recta con pendiente \(m\) son las que tienen pendiente \(-1/m\). Las siguientes rectas son paralelas porque tienen la misma pendiente (\(m=2\)): Las siguientes rectas son perpendiculares porque la pendiente de la una es el opuesto del inverso de la pendiente de la otra: 8. Problemas resueltos Calcular los puntos de corte con los ejes y representar la función. ¿Cuál es la pendiente de la recta? Resolvemos: La pendiente de la recta es \(m = -2\). Como es negativa, es una recta decreciente. La recta corta al eje Y cuando \(x=0\), por tanto, lo hace en el punto La recta corta al eje X cuando \(y=0\). Tenemos que resolver una ecuación: El punto de corte es Como tenemos dos puntos de la recta, podemos representar su gráfica: Calcular y representar la función cuya gráfica es una recta que pasa por los puntos \((1,2)\) y \((-3,4)\). ¿Cuál es su pendiente? Resolvemos: La forma general de una recta es Vamos a calcular \(m\) y \(n\) sustituyendo las coordenadas de los puntos. Primer punto: Segundo punto: Tenemos un sistema de ecuaciones: Restando la primera ecuación a la segunda tenemos Sustituyendo \(m\), tenemos \(n = 5/2\). Por tanto, se trata de la función Gráfica: La pendiente de la función es \(m = -1/2\). Las pendientes de tres rectas son \(m_1 = 1\), \(m_2 = -2\) y \(m_3 = 3\). ¿Cuál de ellas crece más rápidamente? ¿Cuál de ellas es una recta decreciente? Solución La recta decreciente es la que tiene la pendiente negativa, \(m_2\). Las otras dos rectas son crecientes y crece más rápido la que tiene pendiente \(m_3\). Hallar, si existe, el punto de corte de las siguientes rectas: ¿Son rectas paralelas o perpendiculares? Resolvemos: Igualamos las funciones para calcular el punto de corte: Resolvemos la ecuación: Calculamos \(y\) a partir de \(x\): Las rectas se cortan en el punto \((4,5)\). Como se cortan, no pueden ser paralelas. Tampoco son perpendiculares porque las pendientes son positivas (es indispensable tener pendientes de signo contrario para ser perpendiculares). Gráfica: Hallar, si existe, el punto de corte de las siguientes rectas: ¿Son rectas paralelas o perpendiculares? Resolvemos: Las dos rectas tienen la misma pendiente: Por tanto, se trata de dos rectas paralelas, lo que significa que no se cortan, a no ser que sean la misma recta. Por ejemplo, el punto \((1,2)\) es un punto de la primera función, pero no de la segunda, así que no son la misma recta. Gráfica: También, podemos igualar las funciones, pero como las rectas son paralelas, obtendremos una igualdad falsa. Más problemas similares: Rectas y parábolas. Una función cuadrática tiene la forma $latex f(x)=a{{x}^2}+bx+c$, en donde a, b, y c son números reales y a es diferente de cero. La gráfica de una función cuadrática es una curva llamada una parábola. Las parábolas se abren hacia arriba o hacia abajo y tienen diferentes “anchuras” o “inclinaciones”, pero todas tienen la misma forma de U básica. Las siguientes son gráficas de parábolas: Todas las parábolas son simétricas con respecto a una línea llamada el eje de simetría. Una parábola interseca su eje de simetría en un punto llamado el vértice de la parábola. Sabemos que dos puntos determinan a una línea. Es decir, si es que tenemos dos puntos en el plano, existe solo una línea que contiene a ambos puntos. Existe un enunciado similar para puntos y funcionescuadráticas. Dados tres puntos en el plano que tienen diferentes coordenadas y que no se ubican en una línea recta, existe exactamente una función cuadrática, la cual produce una gráfica que contiene a los tres puntos. Las funciones cuadráticas pueden ser graficadas al encontrar varios puntos que son parte de la curva y usando su eje de simetría. Podemos encontrar las raíces de una función cuadrática usando su forma factorizada y recordando que, si es que su forma factorizada es $latex f(x)=(x-a)(x-b)$, entonces, sus raíces son $latex x=a$ y $latex x=b$. Los siguientes ejercicios de funciones cuadráticas tienen su respectiva solución la cual detalla el proceso y el razonamiento usados para llegar a la respuesta. Intenta resolver los ejercicios tú mismo antes de mirar la solución. Grafica la función cuadrática $latex {{x}^2}+2$. Podemos usar tres puntos para graficar a la función cuadrática. Escogemos los valores $latex x=0$, $latex x=1$ y $latex x=2$. Entonces tenemos: Cuando $latex x=0$, tenemos $latex f(0)=0+2=2$Cuando $latex x=1$, tenemos $latex f(1)=1+2=3$Cuando $latex x=2$, tenemos $latex f(2)=4+2=6$ Luego, graficamos esos puntos y trazamos una curva que pasa por ello y producimos una reflexión en su eje de simetría: Alternativamente, podemos reconocer que esta gráfica es la gráfica de una función cuadrática estándar $latex f(x)={{x}^2}$ con una traslación vertical de 2 unidades hacia arriba. Grafica la función cuadrática $latex {{x}^2}-1$. Nuevamente, podemos usar los valores $latex x=0$, $latex x=1$ y $latex x=2$ para obtener tres puntos. Entonces, tenemos: Cuando $latex x=0$, tenemos $latex f(0)=0-1=-1$Cuando $latex x=1$, tenemos $latex f(1)=1-1=0$Cuando $latex x=2$, tenemos $latex f(2)=4-1=3$ Graficamos esos puntos y trazamos una curva. Luego, replicamos esa curva en su eje de simetría: Alternativamente, es posible reconocer que esa gráfica es una cuadrática estándar $latex f(x)={{x}^2}$ con una traslación vertical de 1 unidades hacia abajo. Grafica la función cuadrática $latex -{{x}^2}+3$. Usando los valores $latex x=0$, $latex x=1$ y $latex x=2$, tenemos: Cuando $latex x=0$, tenemos $latex f(0)=0+3=3$Cuando $latex x=1$, tenemos $latex f(1)=-1+3=2$Cuando $latex x=2$, tenemos $latex f(2)=-4+2=-2$ Ahora, graficamos los puntos y trazamos una curva. Luego, replicamos esto en su eje de simetría: Alternativamente, es posible reconocer está función es una función cuadrática estándar $latex f(x)={{x}^2}$ con una reflexión en el eje y y una traslación vertical de 3 unidades hacia arriba. Encuentra las raíces de la función cuadrática si es que existen: Las raíces de una función cuadrática son los puntos en donde la gráfica cruza al eje x. En este caso, vemos que la gráfica de la función cuadrática cruza al eje x en los puntos $latex x=-2$ y $latex x=3$, por lo que estas son las raíces. Encuentra las raíces de la siguiente función cuadrática si es que existen: Vemos que en este caso, la gráfica de la función cuadrática no cruza al eje x, por lo que la función no tiene raíces reales. Todas las funciones cuadráticas tienen raíces si es que no estamos restringidos a los números reales y podemos usar ls números imaginarios. Sin embargo, para la mayoría de casos, podemos decir que esta función no tiene raíces reales. Usa la forma factorizada para encontrar las raíces de la función cuadrática $latex f(x)={{x}^2}+5x+6$. Para encontrar la forma factorizada de la función cuadrática, tenemos que encontrar dos números de modo que su suma sea igual a 5 y su producto sea igual a 6. Dos números que cumplen estas condiciones son el 2 y el 3 ya que $latex 2+3=5$ y $latex 2\times 3=6$. Entonces, para encontrar las raíces de la función cuadrática, reescribimos a la función en su forma factorizada usando los números encontrados e igualamos con cero: $latex f(x)=(x+2)(x+3)=0$ Las raíces son $latex x=-2$ y $latex x=-3$. Encuentra las raíces de la función cuadrática $latex f(x)={{x}^2}+2x-8$. En este caso, tenemos que encontrar dos números de modo que su suma sea igual a 2 y su producto sea igual a -8. Podemos cumplir estas condiciones con los números 4 y -2 ya que $latex 4-2=2$ y $latex 4\times -2=-8$. Entonces, encontramos las raíces de la función cuadrática al reescribir a la función en su forma factorizada usando los números encontrados e igualamos con cero: $latex f(x)=(x+4)(x-2)=0$ Las raíces son $latex x=-4$ y $latex x=2$. Usa la forma factorizada para encontrar las raíces de la función cuadrática $latex f(x)=2{{x}^2}+4x-6$. Podemos empezar sacando el factor común 2 de la función: $latex f(x)=2{{x}^2}+4x-6$ $latex =2({{x}^2}+2x-3)$ Ahora, encontramos dos números de modo que su suma sea igual a 2 y su producto sea igual a -3. Los números 3 y -1 cumplen estas condiciones, ya que $latex 3-1=2$ y $latex 3\times -1=-3$. Entonces, reescribimos a la función en su forma factorizada usando los números encontrados e igualamos con cero: $latex f(x)=2(x+2)(x-1)=0$ Las raíces son $latex x=-2$ y $latex x=1$. → Calculadora de Ecuaciones Cuadráticas Pon a prueba tu conocimiento sobre funciones cuadráticas con los siguientes ejercicios. Escoge una respuesta y verifícala para comprobar que seleccionaste la respuesta correcta. ¿Interesado en aprender más sobre funciones algebraicas? Mira estas páginas:
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