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jueves, 11 de mayo de 2017

Funciones cuadráticas. Parábolas. Elementos notables

ENUNCIADO. Hallar los elementos notables de la parábola $f(x)=(x+2)^2-1$ y dibujar la gráfica.

SOLUCIÓN.
Raíces: $0=(x+2)^2-1 \Leftrightarrow x+2=\pm 1 \Leftrightarrow x=-2\pm 1 \Rightarrow x=\left\{\begin{matrix}-2+1=-1\\ \\ -2-1= -3\end{matrix}\right.$
Entonces, $r_1=-3$ y $r_2=-1$. Hay pues dos puntos de corte con el eje de abscisas: $A_1(-3,0)$ y $A_2(-1,0)$

Vértice de la parábola: $x_v=\dfrac{r_1+r_2}{2}=\dfrac{-1+(-3)}{2}=-2$; $y_v=f(x_V)=f(-2)=(-2+2)^2-1=-1$. Luego el vértice es $V(-2,-1)$

Ecuación de la recta de simetría de la parábola: $x=x_v$, esto es, $\text{r.s.}:x=-2$

Ordenada en el origen: $f(0)=(0+2)^2-1=4-1=3$. Así pues el punto de corte con el eje de ordenadas es $B(0,3)$

Gráfica de la función:


$\square$


lunes, 4 de abril de 2016

Representar la gráfica de la función ...

ENUNCIADO. Representar la gráfica de la función $f(x)=2^{-x}$. ¿ Qué tipo de función es ?.

SOLUCIÓN.
Calculando la imagen de unos cuantos valores de la variable independiente: $-3,-2,-1,0,1,2,3$ y representando los puntos en un diagrama cartesiano:


Se trata de una función exponencial ( $x$ figura en el exponente de la potencia, cuya base es una constante igual a $2$ ) decreciente en todos los puntos ( monótona decreciente ).

$\square$

Hallar la función tal que ...

ENUNCIADO. Considerar una función de proporcionalidad directa, $f(x)$, tal que la gráfica de la misma pasa por los puntos $A(-1,-1)$ y $B(2,5)$. Se pide:
a) Determinar la expresión ( algebraica ) de la función, $y=f(x)$
b) Calcular la imagen de $3$
c) Calcular la antiimagen de $-2$

SOLUCIÓN.
a)
Una función de proporcionalidad directa ( o lineal afín ) se escribe de la forma $f(x)=m\,x+k$, pues su gráfica es una recta; siendo $m$ la pendiente, y $k$ la ordenada en el origen de la misma. Para encontrar el valor de estos coeficientes, impondremos que los puntos $A(-1,-1)$ y $B(2,5)$ están en dicha recta, por lo cual deberán cumplirse el siguiente sistema de ecuaciones: $$\left\{\begin{matrix}(-1)\cdot m &+& k&=& -1\\2\cdot m &+& k&=& 5\end{matrix}\right.$$ que podemos resolver fácilmente sin más que sumar, miembro a miembro, sendas ecuaciones, obteniendo la ecuación equivalente $$3m=6$$ de la cual deducimos que $m=3$. Sustituyendo dicho valor en cualquier de las dos ecuaciones originales, encontramos el valor de $k$, que resulta ser $k=1$. Así, la ecuación pedida es $$f(x)=2x+1$$

b)
La imagen de $x=3$ es $f(3)=2 \cdot 3+1 = 7$

c)
Dado un punto de ordenada igual a $-2$, podemos escribir que $$-2=2x+1$$ luego, despejando $x$ obtenemos $$x=-\dfrac{3}{2}$$ Por tanto podemos afirmar que la antiimagen de $-2$ ( esto es, $f^{-1}(-2)$ ) es $-\dfrac{3}{2}$
$\square$

Hallar los elementos notables de la función cuadrática ...

ENUNCIADO.
Sea la función $f(x)=x^2-4x+3$. Se pide:
a) Determinar las raíces de dicha función
b) Calcular la ordenada en el origen
c) Calcular las coordenadas del punto de ordenada mínima
d) Representar la gráfica de la función

SOLUCIÓN.
a)
Las raíces de una función polinómica forman el conjunto $\{x\in \mathbb{R}: f(x)=0\}$; imponiendo, pues, la condición $f(x)=0$, vemos que las raíces son las soluciones de la ecuación de segundo grado $x^2-4x+3=0$, por tanto, y teniendo en cuenta que los coeficientes del polinomio del primer miembro son $a=1$, $b=-4$ y $c=3$, encontramos: $$x^2-4x+3=0 \Leftrightarrow x=\dfrac{-(-4)\pm\sqrt{(-4)^2-4\cdot 1 \cdot 3}}{2 \cdot 1}=\left\{\begin{matrix}-3\\\\-1\end{matrix}\right.$$ y por tanto la gráfica de la función corta al eje de abscisas en los puntos $A(3,0)$ y $B(1,0)$

b)
La ordenada en el origen es la imagen de $x=0$: $$f(0)=0^2-4\cdot 0+3=3$$ luego la gráfica de la función corta al eje de ordenadas en el punto $C(0,3)$

c)
La función dada es cuadrática ( polinomio de segundo grado ), luego la gráfica de la función es una parábola, que se abre en el sentido positivo del eje de ordenadas, pues el coeficiente de grado dos es mayor que cero ( $a=1 > 0 $ ); de ahí que nos pidan el punto de ordenada mínima, que no es otro ( en este caso ) que el vértice de la parábola. La abscisa del vértice de una parábola se calcula, en general, mediante la fórmula $x_V=-\dfrac{b}{2a}$ ( tal como se ha justificado en clase ) y, por tanto, poniendo los datos obtenemos $$x_V=-\dfrac{-4}{2\cdot 1}=2$$


Nota 1. También podemos calcularlo, en este caso que la función tiene raíces, de otra forma: a partir de las mismas, basta obtener el punto medio del segmento $AB$, estoe es $x_V=\dfrac{3+1}{2}=2$

La ordenada del vértice ( la ordenada mínima ), $y_V$, es la imagen de $x_V$, luego $$y_V=f(x_V)=f(2)=2^2-4\cdot 2+3=-1$$
Así, pues, el punto de ordenada mínima es $$V(2,-1)$$


Nota 2. Por el vértice de la parábola pasa la recta de simetría, paralela al eje de ordenadas, y que, por tanto, tiene por ecuación: $x=2$


d)
Reuniendo toda la información que hemos encontrado ( elementos notables de la función cuadrática dada ) podemos ya representar su gráfica:


$\square$

domingo, 13 de marzo de 2016

Representar la parábola ...

ENUNCIADO. Representar la gráfica de la función $f(x)=x^2+5x+6$

SOLUCIÓN.
Primero, vamos a calcular los elementos notables de dicha función cuadrática, cuya gráfica es una parábola.

Raíces: valores del dominio de definición que anulan la función; $f(x)=0 \Leftrightarrow x^2+5x+6=0 \Leftrightarrow x=\left\{\begin{matrix}-3\\ \\ -2 \end{matrix}\right.$

Ordenada en el origen: $f(0)=0^2+5 \cdot 0 + 6 = 6$

Coordenadas del vértice de la parábola:
$x_V=-\dfrac{b}{2a}=-\dfrac{5}{2\cdot 1}=-\dfrac{5}{2}$
$y_V=f(x_V)=f(-\dfrac{5}{2})=-\dfrac{1}{4}$

Recta de simetría: $x=-\dfrac{5}{2}$

Representación gráfica:


$\square$

lunes, 28 de abril de 2014

¿ Cuál es el valor de la pendiente de la recta $r$ que pasa por los puntos $O(0,0)$ y $A(-1,-2)$ ?

Enunciado:
¿ Cuál es el valor de la pendiente de la recta $r$ que pasa por los puntos $O(0,0)$ y $A(-1,-2)$ ?.

Resolución:
Sea la recta $r:\,y=m\,x+k$, donde $m$ denota la pendiente y $k$ la ordenada en el origen. Entonces, al ser $O(0,0)$ un punto de $r$, sus coordenadas deben satisfacer la ecuación, esto es, $0=m\cdot 0+k$, luego la ordenada en el origen es $k=0$, por lo que la ecuación es $y=m\,x$. Nos queda determinar el valor de $m$, y lo haremos de la siguiente manera: como $A(-1,-2)$ es, también, un punto de $r$, sus coordenadas tienen que verificar la ecuación de $r$, o sea, $-2=m\cdot (-1)$, por tanto, $m=2$. Así, pues, $r:\,y=2\,x$.

$\square$

[nota del autor]

martes, 8 de abril de 2014

Calcular la ordenada en el origen de la función $f(x)=3^x-9$

Enunciado:
Calcular la ordenada en el origen de la función $f(x)=3^x-9$

Resolución:
Llamamos ordenada en el origen de una función a la ordenada del punto de corte del gráfico de dicha función con el eje de ordenadas, que es único.
Entonces, $f(0)=3^0-9=1-9=8$

$\blacksquare$

[nota del autor]

Calcular el valor de la ordenada en el origen...

Enunciado:
Calcular el valor de la ordenada en el origen de la siguiente función $$g(x)=4\,(x-1)^3+5$$

Resolución:
La ordenada en el origen es la imagen del cero, luego $g(0)=4\,(0-1)^3+5=4\cdot (-1)^3+5=-4+5=1$

$\blacksquare$

[nota del autor]