La función cuadrática

En algebra cuando hablamos de simetría, estamos hablando sobre una línea que divide a una figura exactamente a la mitad, entonces cuando estamos trabajando con funciones cuadráticas, ya habíamos mencionado que su grafica siempre será una parábola, por lo cual el eje de simetría será la recta que divide a la parábola a la mitad, es como si ese eje fuera un espejo y la parte del lado derecho se reflejara del lado izquierdo y viceversa.

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En la forma general de una función cuadrática mencionamos que existen tres términos: el término cuadrático, término lineal y el término independiente, a lo cual podemos decir que es una función cuadrática completa por tener todos sus términos, mas sin en cambio, esto no siempre será así, es decir podemos tener una función cuadrática incompleta donde le puede faltar el termino lineal o el termino independiente o incluso los dos términos, una función incompleta de la forma $y=x^2$ significa que $b=0$ y $c=0$. Esta es la forma más básica de una función cuadrática y su gráfica será una parábola con vértice en el origen del plano cartesiano, es decir, en $\left(0,0\right)$.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Las funciones y=x²

En el caso de la familia de las parábolas $y=x^2+C$, ahora contamos con el termino cuadrático y el término independiente, gráficamente el término independiente es decir $C$ nos indicara si la gráfica de la parábola se desplaza hacia arriba o hacia abajo en el eje de las $Y$ esto dependerá del valor de $C$.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Familia de las parábolas y=x²+c : Desplazamiento vertical

A diferencia de las parábolas anteriores ahora el término de $p$ nos indicara que la parábola se moverá ahora en forma horizontal, solo que si $p>0$ entonces la parábola se moverá hacia izquierda (eje de las $X$ negativas) el valor de $p$; si $p<0$, es decir, negativa, ahora se moverá hacia la derecha (eje de las $X$ positivas).

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Familia de las parábolas y=(x-p)²

Esta familia de parábolas es la combinación de las dos anteriores, es decir; La parábola a su vez se desplazara hacia arriba o hacia abajo (en forma vertical) según el valor de $K$. Y $p$ nos indicara si se desplaza hacia la derecha o izquierda (en forma horizontal).

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Familia de las parábolas y=(x-p)²+k (combinación de desplazamiento horizontal y vertical)

Para que una función cuadrática este en su forma estándar, debe de contar con sus tres términos: Término cuadrático, término lineal y el término independiente, como se muestra a continuación:

$f\left(x\right)=ax^2+bx+c$

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La forma vértice de una función cuadrática la podemos escribir de la siguiente manera:

$f\left(x\right)=a\left(X-p\right)^2+c$

De dicha función podemos encontrar las coordenadas del vértice de una parábola o la abertura de la misma.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Forma vértice de la función cuadrática

Como bien sabemos una factorización es escribir un término en una multiplicación, en el caso de una función cuadrática es similar, la forma factorizada se escribirá en forma de una multiplicación y en este caso nos ayuda a encontrar las intersecciones de la parábola en el eje $X$. En otras palabras encontraremos los puntos en donde choca la parábola con el eje $X$. La forma factorizada la podemos observar de la siguiente manera:

$f\left(x\right)=\left(x-t\right)\times\left(x-k\right)$

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Forma factorizada de la función cuadrática

Una función cuadrática se puede escribir de la siguiente manera:

$f\left(x\right)=ax^2+bx+c=0$

Podemos observar que la función esta igualada a cero por lo tanto podemos encontrar los puntos ceros, gráficamente serán las intersecciones de la parábola con el eje $X$.Existen diversas maneras de encontrar estos puntos ceros, una de ellas será por el método de factorización o por el método de la fórmula general.

Ya mencionamos que una función cuadrática pueden ser de la forma completa o incompleta, esta última son aquellas cuando le hace falta alguno de los términos, ya sea el término lineal o el término independiente, pero nunca el término cuadrática, ya que sin falta este término ya no es una función cuadrática.

Cuando tenemos una ecuación incompleta, en el caso donde solo tenemos el término cuadrático y termino lineal, podemos completar el cuadrado por una serie de pasos. Esto es, encontrar un número de tal manera que se tengan los tres términos y que a su vez se pueda factorizar por el trinomio cuadrado perfecto y así encontrar las soluciones a la ecuación.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Completar el cuadrado en una ecuación cuadrática

La forma estándar de una función cuadrática es:

$f\left(x\right)=ax^2+bx+c$, Es decir es una función cuadrática completa

Donde:

$ax^2$ es el termino cuadrático

$bx$ es el término lineal

$c$ es el término independiente

Pero existen diversas formas de funciones cuadráticas como lo son las incompletas:

• Una de ellas es cuando el término lineal no existe, es decir, $b=0$
• El término independiente no está o simplemente $c=0$
• Solo se encuentra el término cuadrático, $b=0$ y $c=0$

También nos podemos encontrar con funciones cuadráticas en donde sus coeficientes sean números fraccionarios o decimales.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Diversas formas de la función cuadrática

Para poder encontrar la solución de una ecuación cuadrática las podemos encontrar por factorización o por la fórmula cuadrática llamada también la fórmula general, esta fórmula nos ayudara a encontrar las soluciones o raíces que satisfacen la igualdad en la ecuación, gráficamente encontraremos en donde cortara en el eje $X$ o las intersecciones de la parábola con dicho eje. Los coeficientes de los términos que componen a la función cuadrática nos indican ciertas cosas en la gráfica de la parábola.

De la ecuación cuadrática $ax^2+bx+c=0$

$a$, $b$ y $c$ son coeficientes o en este caso los llamaremos parámetros, La fórmula cuadrática que nos ayudara a encontrar las raíces es:

$X_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt[]{b^2-4ac}}{2a}$

Una ecuación cuadrática puede tener a lo más dos soluciones.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: La fórmula cuadrática

Como en el caso de una ecuación lineal nos encontramos con sistemas de ecuaciones lineales en donde estudiamos diversos métodos para encontrar la solución al sistema, en el caso de ecuaciones cuadráticas también podemos trabajar con sistemas de ecuaciones cuadráticas en donde también debemos de encontrar los valores de $X$ y de $Y$ de tal manera que las soluciones satisfagan a ambas ecuaciones. De manera gráfica este sistema de ecuaciones lo podemos observar como dos parábolas en donde encontremos las coordenadas de los dos puntos de intersección en el caso de tener dos soluciones, un punto de intersección al tener una única solución y por ultimo ningún punto de intersección cuando el sistema no tiene solución.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Ecuaciones y sistemas de ecuaciones de segundo grado o cuadráticas

En un sistema de ecuaciones cuadráticas podemos encontrar su solución de forma algebraica y también gráficamente como lo hacíamos con los sistemas ecuaciones lineales. Cuando encontramos la solución de un sistema de ecuaciones cuadráticas por el método algebraico lo podemos hacer mediante igualación, mientras que gráficamente lo podemos observar con los puntos de intersección entre las dos parábolas, y decimos que dos sistemas de ecuaciones:

• Tienen una única solución cuando las parábolas solo se intersectan en un solo punto.
• Tienen dos soluciones cuando se pueden observar que hay dos puntos de intersección
• Y no hay solución cuando no hay punto de intersección.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Sistema de ecuaciones cuadráticas - Solución algebraica y gráfica

Nos podemos encontrar con sistemas de dos ecuaciones en donde una de ellas es lineal y la otra es cuadrática, este tipo de sistemas lo vamos a resolver por el método de sustitución, en donde despejaremos a la variable $y$ en la ecuación lineal y sustituimos este valor en la cuadrática, y posteriormente resolver la ecuación cuadrática resultante por la fórmula general. La solución o soluciones serán las intersecciones entre una línea recta y una parábola.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Solución de un sistema de ecuaciones cuando una de ellas es lineal y la otra cuadrática.

Como bien dijimos anteriormente podemos encontrarnos con tres tipos de casos cuando queremos conocer la solución a un sistema de dos ecuaciones cuadráticas, cuando se grafican estas dos ecuaciones en el plano cartesiano nos dará pauta para encontrar la solución:

• Tienen una única solución cuando las parábolas solo se intersectan en un solo punto.
• Tienen dos soluciones cuando se pueden observar que hay dos puntos de intersección
• Y no hay solución cuando no hay punto de intersección.

Cuando tenemos aplicación de problemas donde implican ecuaciones cuadráticas, debemos hacer uso del lenguaje algebraico, ¿Qué quiere decir esto? Cuando se nos presentan este tipo de problemas nosotros debemos de plantear nuestras ecuaciones usando los enunciados que se nos proporcionan de tal manera que ese lenguaje normal lo debemos de traducir al lenguaje algebraico e ir estructurando las ecuaciones y ente caso dos ecuaciones para formar nuestro sistema de ecuaciones y posteriormente encontrar la solución por cualquier método estudiados hasta el momento, y una vez que se tenga la solución al sistema de ecuaciones ahora si encontrar la solución correcta y viable al problema inicial.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Problemas verbales

Ahora hablaremos sobre una desigualdad o inecuación, es decir, algo que no es igual, y en este caso no tendremos una o dos soluciones, si no que tendremos un conjunto solución, en donde la solución nos indicara en que rango de soluciones harán positiva o negativa una ecuación cuadrática. De la siguiente manera:

• $ax^2+bx+c<0$
• $ax^2+bx+c>0$

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Una función cuadrática se puede presentar de la siguiente manera:

• Algebraicamente: $f\left(x\right)=ax^2+bx+c$
• Numéricamente: tabulación
• Gráficamente: Parábola.

Si estás interesado, puedes dirigirte al siguiente enlace para más información sobre el tema: Formas de presentar una función cuadrática

Una función se puede presentar de cuatro formas:

• Verbalmente
• Algebraicamente (Función de relación)
• Numéricamente (tabulación)
• Gráficamente