Las cónicas como funciones

Las cónicas (parábola, hipérbola, elipse y circunferencia) son curvas que se obtienen al cortar un cono con un plano. De ellas, la parábola y la hipérbola pueden representar funciones (a cada $x$ le corresponde una única $y$); la circunferencia y la elipse no son funciones, porque una misma $x$ tiene dos imágenes.

La parábola: función cuadrática

La función cuadrática es $f(x) = ax^2 + bx + c$ con $a \neq 0$. Su gráfica es una parábola.

  • Si $a > 0$, las ramas abren hacia arriba (tiene un mínimo).
  • Si $a < 0$, las ramas abren hacia abajo (tiene un máximo).
  • El vértice es el punto donde la parábola alcanza su extremo:
$$ x_v = -\frac{b}{2a}, \qquad y_v = f(x_v) $$
  • Eje de simetría: la recta vertical $x = x_v$.
  • Puntos de corte: con el eje Y en $(0, c)$; con el eje X resolviendo $ax^2 + bx + c = 0$.
$f(x) = x^2 - 4x + 3$
  • $a = 1 > 0$, ramas hacia arriba.
  • Vértice: $x_v = -\frac{-4}{2 \cdot 1} = 2$; $y_v = 4 - 8 + 3 = -1 \Rightarrow V(2, -1)$
  • Corte con Y: $(0, 3)$
  • Cortes con X: $x^2 - 4x + 3 = 0 \Rightarrow x = 1$, $x = 3 \Rightarrow (1, 0)$ y $(3, 0)$

Forma canónica y traslaciones

Toda parábola puede escribirse como:

$$ f(x) = a(x - h)^2 + k $$

donde $(h, k)$ es el vértice. Es la parábola $y = ax^2$ trasladada $h$ unidades en horizontal y $k$ en vertical.

$f(x) = 2(x - 3)^2 + 1$

El vértice es $(3, 1)$. Es la parábola $y = 2x^2$ desplazada 3 unidades a la derecha y 1 hacia arriba. Como $a = 2 > 0$, las ramas abren hacia arriba.

La hipérbola: proporcionalidad inversa

La función de proporcionalidad inversa es $y = \frac{k}{x}$ con $k \neq 0$. Su gráfica es una hipérbola formada por dos ramas.

  • Si $k > 0$, las ramas están en el primer y tercer cuadrante; si $k < 0$, en el segundo y cuarto.
  • Tiene dos asíntotas: la recta $x = 0$ (eje Y) y la recta $y = 0$ (eje X). Las ramas se acercan a ellas sin llegar a tocarlas.
  • No está definida en $x = 0$: $Dom f = \mathbb{R} \setminus \{0\}$.
$y = \frac{6}{x}$
$x$$-3$$-2$$-1$123
$y$$-2$$-3$$-6$632

Al multiplicar $x$ e $y$ siempre obtenemos 6: es una relación de proporcionalidad inversa con constante $k = 6$.

Traslaciones de la hipérbola

La función $y = \frac{k}{x - h} + c$ es la hipérbola trasladada: su asíntota vertical es $x = h$ y su asíntota horizontal es $y = c$.

$y = \frac{3}{x - 1} + 2$
  • Asíntota vertical: $x = 1$ (el denominador se anula en $x = 1$).
  • Asíntota horizontal: $y = 2$.
  • Para $x = 2$: $y = 3 + 2 = 5$; para $x = 0$: $y = -3 + 2 = -1$.

Tabla resumen

FunciónExpresiónCaracterísticas principales
Parábola$y = ax^2 + bx + c$Vértice $(-b/2a, f(-b/2a))$, eje vertical
Hipérbola$y = k/x$Asíntotas $x = 0$ e $y = 0$
Circunferencia$x^2 + y^2 = r^2$No es función (falla el test de la línea vertical)
Elipse$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$No es función

1. El vértice de la parábola $f(x) = x^2 - 6x + 8$ es: (1 puntos)

2. La parábola $f(x) = -x^2 + 2$ tiene las ramas: (1 puntos)

3. Halla los cortes de $f(x) = x^2 - 9$ con los ejes: (1 puntos)

a ) Corte con el eje X en $x$ positivo

b ) Corte con el eje X en $x$ negativo

c ) Corte con el eje Y ($y = f(0)$)

4. El vértice de la parábola $f(x) = (x - 2)^2 + 5$ es: (1 puntos)

5. ¿Cuál es el valor mínimo de la función $f(x) = x^2 + 4x + 7$? (1 puntos)

6. Las asíntotas de la hipérbola $y = \frac{5}{x}$ son: (1 puntos)

7. Las asíntotas de $y = \frac{3}{x - 1} + 2$ son: (1 puntos)

8. ¿La ecuación $x^2 + y^2 = 25$ es una función? (1 puntos)