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Guía del profesor: Graficar funciones cuadráticas (parábolas)

Aprende a graficar funciones cuadráticas, identificar características clave como el vértice y el eje de simetría, y entender cómo los coeficientes afectan la forma de las parábolas.

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Ficha imprimible

Todos los ejercicios en papel, con las soluciones aparte.

Cuestionario de clase

10 preguntas sobre Gráficas No Lineales. Los alumnos entran con su nombre y tú ves todas las puntuaciones.

Para profesores

Objetivos de aprendizaje
  • Identificar los coeficientes , y en una funcion cuadratica
  • Determinar si una parabola abre hacia arriba o hacia abajo segun el signo de
  • Calcular el eje de simetria y el vertice de una parabola
  • Encontrar la interseccion con el eje y y las raices de una funcion cuadratica
  • Usar el discriminante para determinar el numero de raices
  • Graficar funciones cuadraticas trazando las caracteristicas clave
Requisitos previos
  • Comprension de planos de coordenadas y trazado de puntos
  • Resolver ecuaciones cuadraticas por factorizacion
  • Evaluar expresiones con exponentes
  • Comprension de la simetria
Iniciadores de discusión
  • 1. ¿Por que crees que las antenas parabolicas tienen forma de parabolas?
  • 2. Si lanzas una pelota, ¿que factores cambiarian la forma de su trayectoria parabolica?
  • 3. ¿Como puedes saber solo mirando una ecuacion si su grafica abrira hacia arriba o hacia abajo?
  • 4. ¿Que situacion del mundo real tendria una parabola sin raices?
Conceptos erróneos comunes

El vertice siempre esta en el origen

El coeficiente es la coordenada y del vertice

Un mas grande hace la parabola mas ancha

Ideas de diferenciación

Para estudiantes con dificultades:

  • Comienza con parabolas en la forma (sin termino ) para que el vertice este en el eje y
  • Usa tecnologia de graficado para visualizar antes de calcular
  • Proporciona una lista de verificacion paso a paso para encontrar caracteristicas clave

Para estudiantes de nivel:

  • Practica encontrar todas las caracteristicas clave desde la forma estandar
  • Conecta con la resolucion de ecuaciones cuadraticas
  • Aplica a problemas de palabras que involucren movimiento de proyectiles

Para estudiantes avanzados:

  • Explora la forma del vertice y convierte entre formas
  • Analiza como el discriminante se relaciona con la grafica
  • Investiga familias de parabolas que comparten ciertas caracteristicas
Alineación con estándares
  • HSF-IF.C.7a (CCSS.MATH.CONTENT.HSF.IF.C.7.A)

    Graficar funciones cuadraticas y mostrar intersecciones, maximos y minimos

  • HSF-IF.B.4 (CCSS.MATH.CONTENT.HSF.IF.B.4)

    Interpretar caracteristicas clave de graficas y tablas en terminos de cantidades

  • HSA-REI.B.4 (CCSS.MATH.CONTENT.HSA.REI.B.4)

    Resolver ecuaciones cuadraticas por inspeccion, factorizacion, completar el cuadrado y la formula cuadratica

Recursos de la lección
  • visualExplorador cuadratico interactivo

    Ajusta los deslizadores para ver como a, b y c afectan la parabola

  • activityJuego de emparejamiento de parabolas

    Empareja ecuaciones con sus graficas

  • worksheetPractica de caracteristicas clave

    Encuentra vertice, eje de simetria e intersecciones para varias cuadraticas

Contenido de la lección

Todo lo que ven los alumnos: definición, ejemplos, errores comunes, aplicaciones. Toca para abrir.

Definición

Una función cuadrática es una función polinomial de grado 2, escrita en la forma:
donde , y son constantes y .
La gráfica de una función cuadrática se llama parábola - una curva simétrica en forma de U.
Características clave de una parábola:
CaracterísticaDescripciónFórmula
VérticeEl punto más alto o más bajo
Eje de simetríaLínea vertical que pasa por el vértice
DirecciónAbre hacia arriba si , hacia abajo si Signo de
Intersección con el eje yDonde la gráfica cruza el eje y
Raíces (ceros)Donde la gráfica cruza el eje xResolver

Ejemplos resueltos

Grafica e identifica todas las caracteristicas clave.

1

Identificar los coeficientes

, , La parabola abre hacia arriba (ya que )

2

Encontrar el eje de simetria

Eje de simetria:

3

Encontrar el vertice

Vertice:

4

Encontrar la interseccion con el eje y

Interseccion con eje y:

5

Encontrar las raices

Raices: y

6

Trazar los puntos y dibujar la parabola

Trazar el vertice , interseccion con eje y , raices y Curva en forma de U abriendo hacia arriba

Errores comunes

Olvidar el signo negativo al calcular el eje de simetria

Por qué está mal: La formula tiene un signo negativo que es facil de olvidar, especialmente cuando ya es negativo.

Correcto: Siempre escribe la formula con el signo negativo primero: . Si y , entonces .

Confundir el vertice con la interseccion con el eje y

Por qué está mal: La interseccion con el eje y es a menudo mas facil de encontrar, pero no es el vertice a menos que el eje de simetria sea .

Correcto: El vertice esta en . Calcula primero la coordenada x, luego sustituye para encontrar la coordenada y.

Pensar que todas las parabolas abren hacia arriba

Por qué está mal: Muchos estudiantes olvidan que el signo de determina la direccion.

Correcto: Siempre verifica el signo de primero: abre hacia arriba (minimo), abre hacia abajo (maximo).

Asumir que toda parabola cruza el eje x

Por qué está mal: No todas las funciones cuadraticas tienen raices reales. El discriminante determina esto.

Correcto: Verifica : si , dos raices; si , una; si , ninguna.

Por qué es importante

Las funciones cuadráticas aparecen en todas partes del mundo real:
  • Física: La trayectoria de una pelota lanzada sigue una parábola debido a la gravedad
  • Ingeniería: Las antenas parabólicas y los faros de los autos usan formas parabólicas para enfocar señales y luz
  • Negocios: Los modelos de ingresos y ganancias a menudo involucran funciones cuadráticas
  • Arquitectura: Los arcos y puentes usan curvas parabólicas para resistencia estructural
  • Deportes: La trayectoria de un tiro de baloncesto, una pelota de golf o una patada de fútbol es parabólica
¡Entender las parábolas te ayuda a analizar el movimiento de proyectiles, optimizar diseños y resolver problemas del mundo real!

Aplicaciones del mundo real

Movimiento de proyectiles

Cuando lanzas una pelota, su altura a lo largo del tiempo sigue una trayectoria parabolica debido a la gravedad.

Ejemplo:

Una pelota lanzada hacia arriba tiene altura metros despues de segundos. El vertice da la altura maxima, y la raiz positiva da cuando aterriza.

1Inténtalo tú mismo

Un balon de futbol es pateado con altura modelada por metros.

¿Cual es la altura maxima alcanzada por el balon?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Encuentra cuando el balon alcanza la altura maxima usando :

Ingresos de negocios

Las empresas usan funciones cuadraticas para modelar como los cambios de precio afectan los ingresos.

Ejemplo:

Si los ingresos de una empresa son donde es el precio en dolares, el vertice muestra el precio que maximiza los ingresos.

2Inténtalo tú mismo

Los ingresos diarios de una cafeteria se modelan por dolares, donde es el precio por taza.

¿Que precio maximiza los ingresos diarios?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Usa la formula del vertice para encontrar el precio optimo:

Puntos clave

  • 1Una funcion cuadratica tiene la forma donde
  • 2La grafica es una parabola: en forma de U si , U invertida si
  • 3El eje de simetria es la linea vertical
  • 4El vertice esta en - ya sea un minimo o maximo
  • 5La interseccion con el eje y es
  • 6El discriminante determina el numero de raices

Preguntas frecuentes

¿Cual es la diferencia entre una funcion cuadratica y una ecuacion cuadratica?

Una funcion cuadratica es y produce salidas para cualquier entrada. Una ecuacion cuadratica es y la resolvemos para encontrar valores de x especificos (las raices).

¿Por que se llama parabola?

La palabra viene del griego 'parabole' que significa 'comparacion' o 'colocar al lado'. Fue nombrada por el matematico griego Apolonio alrededor del 200 a.C. cuando estudiaba las secciones conicas.

¿Puede una parabola no tener raices?

¡Si! Cuando el discriminante es negativo, la parabola nunca cruza el eje x. Por ejemplo, tiene su punto mas bajo en , que esta por encima del eje x.

Glosario

Funcion cuadratica
Una funcion polinomial de grado 2 en la forma donde
Parabola
La curva en forma de U que es la grafica de una funcion cuadratica
Vertice
El punto mas alto o mas bajo de una parabola, ubicado en
Eje de simetria
La linea vertical que divide la parabola en dos mitades espejo
Discriminante
El valor que determina el numero de raices
Raices (ceros)
Los valores de x donde , tambien llamadas intersecciones con el eje x

Tarjeta de fórmulas

Forma estandar

La forma general de una funcion cuadratica

Eje de simetria

Linea vertical que pasa por el vertice

Vertice

El punto mas alto o mas bajo

Discriminante

Determina el numero de raices

Formula cuadratica

Encuentra las raices