Función polinómica
En un concurso de la prepa se lanza un dron de observación y el equipo registra su altura en cada instante: $h(t) = -5t^2+20t+2$ (metros, con $t$ en segundos). Esa expresión es un polinomio en $t$, y la gráfica del vuelo es la gráfica de una función polinómica. ¿Cuál es la altura máxima que alcanza el dron? En este apartado formalizas lo que ya conoces de rectas y parábolas: dominio, rango, qué pasa cuando $x$ crece sin límite, simetría y cómo usar las raíces para estudiar el signo.
Qué es una función polinómica
Según el grado, cada familia tiene nombre propio: grado $1$ es función lineal $y=mx+b$ (recta), grado $2$ es función cuadrática (parábola) y grado $3$ o más se llama función polinómica de grado $n$. El rango depende de la familia: no siempre es $\mathbb{R}$.
Cuando faltan varios coeficientes, cada punto de la gráfica da una ecuación: sustituyes sus coordenadas en $f(x)=ax^2+bx+c$. Con tres puntos obtienes un sistema de tres ecuaciones con $a$, $b$ y $c$.
Calcula el valor del parámetro $c$ para que la función cuadrática $f(x) = 4x^2 - 3x + c$ pase por el punto $(-1, 10)$.
Calcula el valor del parámetro $c$ para que la función cuadrática $f(x) = 4x^2 - 3x + c$ pase por el punto $(-1, 10)$.
Determina los coeficientes $a$, $b$ y $c$ de la función polinómica de segundo grado $f(x) = ax^2 + bx + c$ sabiendo que su gráfica pasa por los puntos $(0, 3)$, $(1, 4)$…
Determina los coeficientes $a$, $b$ y $c$ de la función polinómica de segundo grado $f(x) = ax^2 + bx + c$ sabiendo que su gráfica pasa por los puntos $(0, 3)$, $(1, 4)$ y $(-1, 6)$.
Función lineal: grado 1
Encuentra la expresión analítica de la función lineal que pasa por los puntos $A(2, -3)$ y $B(5, 6)$.
Encuentra la expresión analítica de la función lineal que pasa por los puntos $A(2, -3)$ y $B(5, 6)$.
Función cuadrática: vértice y concavidad
Determina las coordenadas del vértice y la ecuación del eje de simetría de la función cuadrática $f(x) = 2x^2 - 8x + 5$.
Determina las coordenadas del vértice y la ecuación del eje de simetría de la función cuadrática $f(x) = 2x^2 - 8x + 5$.
Indica si la parábola dada por la función $g(x) = -3x^2 + 6x - 1$ es cóncava (ramas hacia abajo) o convexa (ramas hacia arriba) y calcula las coordenadas exactas de su…
Indica si la parábola dada por la función $g(x) = -3x^2 + 6x - 1$ es cóncava (ramas hacia abajo) o convexa (ramas hacia arriba) y calcula las coordenadas exactas de su vértice.
Dada la función cuadrática $f(x) = \frac{1}{2}x^2 - 4x + 1$, determina de forma razonada sus intervalos de crecimiento y decrecimiento.
Dada la función cuadrática $f(x) = \frac{1}{2}x^2 - 4x + 1$, determina de forma razonada sus intervalos de crecimiento y decrecimiento.
Parábola a partir de su vértice
Si conoces el vértice $V(h, k)$, no necesitas el sistema de tres ecuaciones: usa la forma del vértice y solo queda una incógnita, $a$.
Halla la ecuación de la parábola cuyo vértice es el punto $V(3, -2)$ y que pasa por el punto $P(5, 6)$. Expresa el resultado en la forma $y = ax^2 + bx + c$.
Halla la ecuación de la parábola cuyo vértice es el punto $V(3, -2)$ y que pasa por el punto $P(5, 6)$. Expresa el resultado en la forma $y = ax^2 + bx + c$.
El cable principal de un puente colgante adopta la forma de una parábola. La distancia horizontal entre las torres de soporte es de $120$ metros y el punto más bajo del…
El cable principal de un puente colgante adopta la forma de una parábola. La distancia horizontal entre las torres de soporte es de $120$ metros y el punto más bajo del cable se encuentra a $20$ metros por debajo del punto de enganche en las torres. Tomando como origen de coordenadas el punto más bajo del cable, halla la ecuación de la parábola y calcula la altura del cable a $30$ metros del centro.
Considera la familia de funciones cuadráticas de la forma $f(x) = x^2 + bx + c$. Sabiendo que la gráfica pasa por el origen de coordenadas y que su vértice se encuentra…
Considera la familia de funciones cuadráticas de la forma $f(x) = x^2 + bx + c$. Sabiendo que la gráfica pasa por el origen de coordenadas y que su vértice se encuentra sobre la recta $y = -x - 2$, encuentra la expresión analítica de la función o funciones que cumplen estas condiciones.
Comportamiento en los extremos y simetría
El grado y el signo del coeficiente principal determinan qué le pasa a $f(x)$ cuando $x\to+\infty$ y cuando $x\to-\infty$.
Analiza el comportamiento en el infinito (ramas infinitas) de la función polinómica $f(x) = -2x^4 + 5x^3 - x + 7$, determinando el valor de sus límites cuando…
Analiza el comportamiento en el infinito (ramas infinitas) de la función polinómica $f(x) = -2x^4 + 5x^3 - x + 7$, determinando el valor de sus límites cuando $x \to +\infty$ y cuando $x \to -\infty$.
Una función polinómica de tercer grado $f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$ es impar. Sabiendo que pasa por los puntos $(1, -4)$ y $(2, 4)$, determina su expresión analítica y…
Una función polinómica de tercer grado $f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$ es impar. Sabiendo que pasa por los puntos $(1, -4)$ y $(2, 4)$, determina su expresión analítica y calcula todos sus puntos de corte con los ejes de coordenadas.
Raíces, factorización y signo
Calcula analíticamente los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función polinómica $p(x) = x^3 - 4x$.
Calcula analíticamente los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función polinómica $p(x) = x^3 - 4x$.
Encuentra las raíces de la función polinómica de segundo grado $f(x) = x^2 - 5x + 6$.
Encuentra las raíces de la función polinómica de segundo grado $f(x) = x^2 - 5x + 6$.
Encuentra las raíces de la función polinómica $f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$ y estudia su signo en toda la recta real indicando los intervalos donde la función es positiva y…
Encuentra las raíces de la función polinómica $f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$ y estudia su signo en toda la recta real indicando los intervalos donde la función es positiva y negativa.
Polinomio a partir de sus raíces y ecuaciones bicuadradas
Las raíces también sirven al revés: si las conoces, puedes construir el polinomio. Y cuando solo aparecen potencias pares, un cambio de variable lo convierte en una cuadrática.
Halla la expresión analítica de un polinomio de tercer grado $P(x)$ cuyas únicas raíces son $x = -2$, $x = 1$ y $x = 4$, sabiendo además que su gráfica corta al eje de…
Halla la expresión analítica de un polinomio de tercer grado $P(x)$ cuyas únicas raíces son $x = -2$, $x = 1$ y $x = 4$, sabiendo además que su gráfica corta al eje de ordenadas en el punto $(0, 16)$.
Calcula el conjunto de valores del parámetro $k$ para que la función polinómica $P(x) = x^4 - 2x^2 + k$ tenga exactamente dos raíces reales distintas.
Calcula el conjunto de valores del parámetro $k$ para que la función polinómica $P(x) = x^4 - 2x^2 + k$ tenga exactamente dos raíces reales distintas.
Aplicaciones: optimizar
Un uso muy frecuente de la parábola es hallar el máximo o mínimo de una cantidad: ese valor está en el vértice.
La altura en metros de un dron de observación en función del tiempo en segundos viene dada por la expresión $h(t) = -5t^2 + 20t + 2$. Calcula la altura a la que se…
La altura en metros de un dron de observación en función del tiempo en segundos viene dada por la expresión $h(t) = -5t^2 + 20t + 2$. Calcula la altura a la que se encuentra el dron en los instantes $t = 1$ y $t = 3$.
Un agricultor dispone de $100$ metros de valla para cercar un huerto rectangular aprovechando la orilla recta de un río, por lo que no necesita poner valla en ese lado.…
Un agricultor dispone de $100$ metros de valla para cercar un huerto rectangular aprovechando la orilla recta de un río, por lo que no necesita poner valla en ese lado. Expresa el área del huerto en función de la anchura $x$ perpendicular al río y determina las dimensiones que maximizan dicha área.
Se lanza un proyectil hacia arriba de forma que su altura en metros respecto al tiempo en segundos sigue la función $h(t) = -4.9t^2 + 19.6t + 1.5$. Calcula la altura…
Se lanza un proyectil hacia arriba de forma que su altura en metros respecto al tiempo en segundos sigue la función $h(t) = -4.9t^2 + 19.6t + 1.5$. Calcula la altura máxima que alcanza el proyectil y el instante de tiempo en el que ocurre.
Vuelve al principio: con $h(t) = -5t^2+20t+2$, el vértice está en $t_v = -\dfrac{20}{2\cdot(-5)} = 2$ s y la altura máxima es $h(2) = -5\cdot 2^2 + 20\cdot 2 + 2 = 22$ metros.
Modelos de ingresos, beneficios y volúmenes
Muchas situaciones se modelan al multiplicar o restar funciones sencillas, y el resultado es un polinomio.
El precio de venta en pesos de un artículo en función del número de unidades $x$ demandadas en el mercado está dado por la función $p(x) = 2\,400 - 40x$. Escribe la…
El precio de venta en pesos de un artículo en función del número de unidades $x$ demandadas en el mercado está dado por la función $p(x) = 2\,400 - 40x$. Escribe la función de ingresos totales $R(x)$ y calcula cuántas unidades deben venderse para maximizar los ingresos.
Una empresa tecnológica vende $x$ unidades de un determinado componente electrónico. El precio unitario de venta modelado en pesos es $p(x) = 4\,000 - 10x$. Los costos…
Una empresa tecnológica vende $x$ unidades de un determinado componente electrónico. El precio unitario de venta modelado en pesos es $p(x) = 4\,000 - 10x$. Los costos totales de producción siguen la función $C(x) = 100\,000 + 400x$. Expresa la función de beneficios $B(x)$, determina el número de unidades que maximiza el beneficio y calcula a cuánto asciende dicho beneficio máximo.
Se dispone de una plancha de cartón rectangular de $40$ cm de largo por $30$ cm de ancho. Se desea construir una caja sin tapa recortando un cuadrado de lado $x$ en cada…
Se dispone de una plancha de cartón rectangular de $40$ cm de largo por $30$ cm de ancho. Se desea construir una caja sin tapa recortando un cuadrado de lado $x$ en cada una de las esquinas y doblando las solapas resultantes. Expresa el volumen $V(x)$ de la caja como una función polinómica, indica cuál es su dominio válido en el contexto de este problema geométrico y calcula el volumen si se recorta un cuadrado de $5$ cm de lado.
Intersecciones y tangencia
Calcula analíticamente los puntos de intersección entre la parábola $y = x^2 - 4x + 3$ y la recta $y = 2x - 5$.
Calcula analíticamente los puntos de intersección entre la parábola $y = x^2 - 4x + 3$ y la recta $y = 2x - 5$.
Determina los valores del parámetro $m$ para los cuales la recta de ecuación $y = mx - 4$ es tangente a la parábola $y = x^2 - 3x + 5$.
Determina los valores del parámetro $m$ para los cuales la recta de ecuación $y = mx - 4$ es tangente a la parábola $y = x^2 - 3x + 5$.