Funciones. Parábolas

La forma general de la ecuación de una parábola es \( y = ax^2 + bx + c \). Los coeficientes \( a \), \( b \), y \( c \) determinan su forma y posición en el plano cartesiano.

La orientación de la parábola depende del signo de \( a \):

  • Si \( a > 0 \), la parábola se abre hacia arriba.
  • Si \( a < 0 \), se abre hacia abajo.

Puntos de corte con los ejes

Para encontrar los puntos donde la parábola corta el eje X, igualamos \( y \) a 0 y resolvemos la ecuación cuadrática. Para el corte con el eje Y, evaluamos la función en \( x = 0 \).

Vértice de una parábola

El vértice de la parábola se encuentra en el punto \( (\frac{-b}{2a}, y) \), donde \( y \) es el valor de la función en ese punto. El vértice es un máximo o un mínimo según el valor de \( a \).

Ejemplos

Ejemplo 1: Parábola

Esta parábola \( y = x^2 + 4x + 4 \) abre hacia arriba porque el coeficiente \( a = 1 \) es positivo. El vértice se encuentra en \( h = -\frac{4}{2 \cdot 1} = -2 \), y el valor de \( y \) en el vértice es \( k = (-2)^2 + 4(-2) + 4 = 0 \), así que el vértice es \( (-2, 0) \). Esta parábola intercepta el eje Y en \( (0, 4) \) y toca el eje X en su vértice.

Ejemplo 2: Parábola

Esta parábola \( y = -2x^2 + 8x – 6 \) abre hacia abajo ya que \( a = -2 \) es negativo. Calculamos el vértice con \( h = -\frac{8}{2(-2)} = 2 \) y \( k = -2(2)^2 + 8(2) – 6 = 2 \), dando lugar al vértice \( (2, 2) \). Intercepta el eje Y en \( (0, -6) \) y tendrá dos intersecciones con el eje X, que se pueden encontrar resolviendo la ecuación cuadrática.

Ejercicios

Ejercicio 1 Fácil

Encuentra el vértice de la parábola \( y = x^2 – 4x + 3 \).

Ver solución al ejercicio

El vértice \( (h, k) \) se encuentra usando \( h = \frac{-b}{2a} \). Aquí \( a = 1 \) y \( b = -4 \), por lo que:

\( h = \frac{-(-4)}{2 \cdot 1} = 2 \)

Ahora calculamos \( k \) sustituyendo \( h \) en la ecuación:

\( k = (2)^2 – 4 \cdot 2 + 3 = 4 – 8 + 3 = -1 \)

Por lo tanto, el vértice es \( (2, -1) \).

Ejercicio 2 Fácil

Calcula los puntos de corte con los ejes de la parábola dada por la ecuación \( y = x^2 – 6x + 8 \).

Ver solución al ejercicio

Para cortar el eje Y (OX), hacemos \( y = 0 \):
\( 0 = x^2 – 6x + 8 \) que al resolver nos da \( x = 2 \) o \( x = 4 \), por lo tanto, los puntos de corte con el eje X son \( (2, 0) \) y \( (4, 0) \).
Para el eje Y, \( x = 0 \) y \( y = 8 \), así que el punto de corte con el eje Y es \( (0, 8) \).

Ejercicio 3 Medio

Encuentra las dos parábolas que cortan al eje X en los puntos \( (1, 0) \) y \( (3, 0) \).

Ver solución al ejercicio

Las parábolas que pasan por esos puntos tienen la forma \( y = a(x – 1)(x – 3) \).
Para la primera parábola, asumamos que \( a = 1 \), entonces \( y = (x – 1)(x – 3) \).
Para la segunda parábola, asumamos que \( a = -1 \), entonces \( y = -(x – 1)(x – 3) \).

Ejercicio 4 Difícil

Proporciona un ejemplo de una parábola que no corta al eje de abscisas (eje X), de otra que lo corta en un solo punto y de otra que lo corta en dos puntos.

Ver solución al ejercicio

Una parábola que no corta al eje X puede ser \( y = x^2 + 4 \), que tiene su vértice por encima del eje X y abre hacia arriba.
Una parábola que corta el eje X en un solo punto puede ser \( y = x^2 \), que toca el eje X en el origen (0,0).
Una parábola que corta el eje X en dos puntos puede ser \( y = x^2 – 4 \), que corta el eje X en \( (-2, 0) \) y \( (2, 0) \).