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Funciones lineales y cuadráticas: cambio, vértice y simetría

3.º de ESORuta de edumaterial

Qué vas a aprender

  • Conectar tabla, expresión y propiedades de funciones lineales, afines y cuadráticas.
  • Interpretar pendiente, ordenada en el origen y crecimiento de una recta.
  • Reconocer vértice, eje de simetría y crecimiento de una función polinómica de grado dos.

Antes de empezar

  • Sustituir valores en expresiones.
  • Representar pares ordenados.
  • Distinguir función lineal y afín.

El tipo de cambio deja una huella

En una función afín y = mx + n, incrementos iguales de x producen incrementos constantes de y. La pendiente m mide ese cambio y n es el valor inicial.

Una función cuadrática es una función polinómica de grado dos, y = ax² + bx + c con a distinto de cero. Su gráfica es una parábola; presenta un eje de simetría y un vértice donde cambia de crecer a decrecer o al revés.

Vértice y eje de simetría
El vértice es el punto extremo de la parábola. Su abscisa es x = −b/(2a), y el eje de simetría es la recta vertical que pasa por ese valor de x.

Leer antes de dibujar

  1. Comprueba el dominio y las unidades de las variables.
  2. Calcula varios pares y verifica que la tabla satisface la expresión.
  3. En una recta, busca diferencias primeras constantes; en una cuadrática con pasos iguales, busca diferencias segundas constantes.
  4. Localiza cortes, vértice, simetría y tramos de crecimiento solo dentro del dominio considerado.

La parábola y = x² − 1

Estudia los valores para x = −2, −1, 0, 1 y 2.

  1. Los valores son 3, 0, −1, 0 y 3.
  2. Los pares a igual distancia de cero tienen el mismo valor.
  3. El menor valor de la tabla es −1 cuando x = 0.
  4. Aquí a = 1, b = 0 y −b/(2a) = 0.

El vértice es (0, −1) y el eje de simetría es x = 0.

Cambio constante y cambio del cambio

  • y = 2x + 1

    Cada aumento de una unidad en x suma 2 a y; las primeras diferencias son constantes.

  • y = x² − 1

    Las primeras diferencias cambian, pero las segundas diferencias son constantes; la tabla es simétrica.

Llamar cuadrática a cualquier expresión con x²

Afirmar que y = x³ + x² es una función cuadrática porque aparece x².

Comprobar el grado: una cuadrática tiene grado exactamente dos y coeficiente de x² distinto de cero.

El término de mayor grado determina la familia polinómica. En el ejemplo, el grado es tres.

  • Una recta tiene tasa de cambio constante.
  • Una función cuadrática es polinómica de grado dos.
  • El vértice pertenece al eje de simetría.
  • Tabla, expresión y gráfica deben producir los mismos pares y respetar el dominio.

Observa antes de calcular

Dos tablas para x igual a menos 2, menos 1, 0, 1 y 2: y = 2x + 1 produce menos 3, menos 1, 1, 3 y 5; y = x² − 1 produce 3, 0, menos 1, 0 y 3.
La primera tabla cambia siempre de dos en dos; la segunda es simétrica alrededor de x igual a cero.

¿Qué relaciones del esquema se pueden verificar directamente y cuáles necesitarán un cálculo aparte?

Comprobar la predicción

El visual acredita sus datos rotulados; las actividades y el reto usan datos nuevos y deben resolverse sin trasladar una respuesta del dibujo.

Comprueba 1: resuelve y justifica

Relaciona cada caso con su representación o resultado.

Solución accesible sin interacción

Respuesta: y=2x → Lineal proporcional; y=2x+1 → Afín; y=x²−4 → Cuadrática

El grado y el término independiente distinguen los tres modelos.

Comprueba 2: resuelve y justifica

Halla la recta que pasa por (1,3) y (4,12).

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: y=3x — Sube nueve en tres de x: pendiente tres; el punto (1,3) deja término fijo cero.

m=(12−3)/(4−1)=3 y el punto (1,3) da b=0.

Comprueba 3: resuelve y justifica

Localiza el vértice de y=(x−2)²−3.

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: Se publica vértice (−2,−3). → Vértice (2,−3) y eje x=2.

En x−h el valor de h es 2, no −2.

Reto integrador

Compara f(x)=2x+1 y g(x)=x²−1 en x=3; interpreta la recta y da vértice/eje de la parábola.

Solución accesible sin interacción
  • Conecta tablas, reglas, comparación y propiedades.

Respuesta: f(3)=7, g(3)=8; g supera por 1; f tiene m=2,b=1; g tiene vértice (0,−1), eje x=0.

Sustituir da 7 y 8. La recta crece 2 por unidad; g está en forma x²−1.

Compruébalo ahora

  1. Ver la ilustración

    ¿Qué tabla tiene primeras diferencias constantes y cuál es ese cambio?

    Ver solución explicada

    Respuesta: La de y = 2x + 1; el cambio es +2

    Sus valores pasan de −3 a −1, 1, 3 y 5 sumando dos cada vez.

  2. Ver la ilustración

    Indica el vértice y el eje de simetría de la función cuadrática del visual.

    Ver solución explicada

    Respuesta: Vértice (0, −1) y eje x = 0

    El valor mínimo aparece en x = 0 y los valores para x y −x coinciden.

  3. Ver la ilustración

    Prolonga ambas reglas hasta x = 3 y compara sus valores.

    Ver solución explicada

    Respuesta: La afín vale 7 y la cuadrática 8; la cuadrática es mayor por 1

    2 · 3 + 1 = 7 y 3² − 1 = 8. La diferencia es 8 − 7 = 1.

Alineación curricular y fuentes