Calculadora de la función afín (hallar y = mx + b con dos puntos o con la pendiente y un punto, tasa de variación y puntos de corte)
Elige un modo e introduce las coordenadas de dos puntos (o la pendiente y las coordenadas de un punto). Si introduces también un x, se calcula además el valor de y para ese x.
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y gráficas
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
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Cómo calcularlo con Python
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La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Halla la ecuación \(y = mx + b\) de la recta que pasa por dos puntos \((x_1\,;\,y_1)\) y \((x_2\,;\,y_2)\) al instante, con solo introducir las coordenadas
- También puedes elegir un modo que halla la ecuación a partir de la pendiente \(m\) y un punto de la recta
- La pendiente (tasa de variación media) se muestra con los pasos de \(m = \dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). Las respuestas se muestran como fracciones simplificadas (valores exactos)
- También halla dónde corta la recta al eje x y al eje y y el valor de \(y\) para un \(x\) que elijas, y dibuja la gráfica de la recta
- Si los dos puntos tienen la misma coordenada x, de modo que la recta no es una función afín, te dice que la recta es la recta vertical «x = constante» y explica por qué
- En esta misma página encontrarás también una explicación sencilla de las fórmulas y las fórmulas listas para copiar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
Un precio formado por «una cuota fija más un cargo por cada unidad que usas» es exactamente la función afín \(y = mx + b\): la ordenada en el origen \(b\) es la cuota fija y la pendiente \(m\) es el precio por unidad. Por ejemplo, un taxi (con una tarifa inventada para el ejemplo) que cobra 3,50 € de bajada de bandera más 1,20 € por kilómetro cuesta \(y = 1{,}2x + 3{,}5\), así que un trayecto de 4 km cuesta \(1{,}2 \times 4 + 3{,}5 = 8{,}30\) euros.
Hallar el precio por unidad y la cuota fija a partir de dos facturas mensuales (dos puntos: consumo e importe) es exactamente «hallar la ecuación con dos puntos».
Un muelle se estira en proporción a la masa que cuelga de él (ley de Hooke), así que la longitud total del muelle, «longitud natural + alargamiento», es una función afín. Por ejemplo, un muelle con una longitud natural de 10 cm que se alarga 2 cm por cada pesa mide \(y = 2x + 10\) (\(x\) es el número de pesas).
Si fijas la ecuación con dos mediciones de un experimento (dos puntos), puedes predecir la longitud para pesas que aún no has probado. Es un ejemplo clásico que une la física y las matemáticas de la ESO.
Como media aproximada, el aire se enfría unos 0,6 °C por cada 100 m que subes (es el gradiente térmico vertical). Si conoces la temperatura abajo, una función afín da una estimación aproximada de la temperatura arriba. Por ejemplo, si al comienzo de la ruta hay 24 °C, la temperatura \(x\) centenas de metros más arriba es aproximadamente \(y = 24 - 0{,}6x\), así que en una cima 1500 m más alta (\(x = 15\)) es de unos 15 °C.
La temperatura real depende también del tiempo y de la humedad, así que no es una fórmula exacta, pero es una aproximación práctica para decidir qué ropa llevar en una excursión.
Los costes de un negocio suelen tener la forma «costes fijos, como el alquiler, + un coste variable por cada artículo fabricado», que también es una función afín: la ordenada en el origen es el coste fijo y la pendiente es el coste variable por artículo.
Al comparar la recta de costes con la recta de ventas se ve «cuántos artículos hay que vender para tener beneficios» (el punto de equilibrio o umbral de rentabilidad). Es un primer paso muy usado en un plan de empresa.
Los grados Fahrenheit (°F), usados en Estados Unidos, y los Celsius (°C), usados en España y en casi todo el mundo, se relacionan exactamente mediante la función afín \(F = 1{,}8C + 32\). Con pendiente 1,8 y ordenada en el origen 32, es un ejemplo conocido de relación exactamente afín.
Por ejemplo, 20 °C son \(1{,}8 \times 20 + 32 = 68\) °F. Al revés, un horno a 350 °F (como en muchas recetas estadounidenses) son \((350 - 32) \div 1{,}8 \approx 177\) °C. Puedes usar esta fórmula directamente para leer una previsión del tiempo o la temperatura del horno de una receta de otro país.
Fórmulas y gráficas
Símbolos y términos
Símbolos
| \(y = mx + b\) | y igual a m x más b | La forma explícita de una función afín: \(m\) es la pendiente y \(b\) es la ordenada en el origen. (Muchos libros de España escriben \(y = mx + n\).) |
| \(m\) | m | La pendiente (tasa de variación media): cuánto aumenta y cada vez que x aumenta 1. Nadie sabe con certeza por qué se usa la letra m para la pendiente. |
| \(b\) | b | La ordenada en el origen: el valor de y cuando x = 0, que es la altura a la que la gráfica corta al eje y. |
| \(x_1,\ y_1\) | x sub uno, y sub uno | Las coordenadas del punto 1. El número pequeño de abajo a la derecha se llama subíndice; es una etiqueta que indica «de qué punto» (no es una multiplicación ni un exponente). |
| \(\Delta\) | delta | La letra griega delta mayúscula, la D griega, de «diferencia». Significa «cambio». \(\Delta x\) es el incremento de x y \(\Delta y\) es el incremento de y. |
| \(\left(-\dfrac{b}{m}\,;\,0\right)\) | menos b entre m, cero | El punto en el que la recta corta al eje x. Su coordenada y es 0 y su coordenada x es \(-\dfrac{b}{m}\), la solución de la ecuación \(mx + b = 0\). |
| \((0\,;\,b)\) | cero, b | El punto en el que la recta corta al eje y. Su coordenada x es 0 y su coordenada y es la ordenada en el origen \(b\) misma. |
Términos
| función afín | Una función de la forma \(y = mx + b\). Su gráfica es una recta. Que sea «de primer grado» significa que x solo aparece elevada a 1. Se estudia en 2.º–3.º de ESO (13-15 años). Cuando \(b = 0\) se llama función lineal. |
| función | Una regla que devuelve exactamente un número por cada número que introduces. Piensa en una máquina: entra \(x\) y sale \(y\). Por ejemplo, si metes 3 en la máquina \(y = 2x + 1\), sale 7. |
| pendiente | Un número que dice «cuánto sube o baja la recta por cada 1 que avanza en horizontal» (incremento vertical entre incremento horizontal). Una pendiente positiva sube de izquierda a derecha, una negativa baja y una pendiente de 0 da una recta horizontal. |
| tasa de variación media | El incremento de y dividido entre el incremento de x, \(\dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). En una función afín es igual mida donde mida, y es igual a la pendiente \(m\). |
| ordenada en el origen | La coordenada y del punto en el que la gráfica corta al eje y (el valor de y cuando x = 0). En la función afín \(y = mx + b\), es \(b\). (El corte con el eje x es donde la gráfica corta al eje x.) |
| proporcionalidad directa | Una relación de la forma \(y = kx\). Cuando x se duplica o se triplica, y también. Es la función afín especial cuya ordenada en el origen \(b\) es 0 (su recta pasa por el origen). Se estudia en 1.º–2.º de ESO y también se llama función lineal. |
| coordenadas | Una pareja de números \((x\,;\,y)\) que da la posición de un punto. La posición horizontal es la coordenada x y la vertical es la coordenada y. |
| plano cartesiano | Un plano formado al cruzar en ángulo recto una recta numérica horizontal (el eje x) y una vertical (el eje y). Es la cuadrícula sobre la que se dibujan las gráficas. |
| origen | El punto \((0\,;\,0)\) donde se cruzan el eje x y el eje y. Se escribe \(O\), de «origen». |
| punto de corte | El punto donde se cruzan dos líneas. En esta página se hallan los puntos en los que una recta corta al eje x y al eje y. |
| incremento de y | Cuánto ha aumentado un valor, calculado como «después − antes» (el incremento de x se halla igual). Si el valor ha bajado, el incremento es negativo. |
| constante | Un número fijo que no cambia. En una ecuación como «x = 2», el 2 es una constante, y la ecuación representa la recta vertical cuya coordenada x es siempre 2. |
| función constante | Una función cuyo valor de y es siempre el mismo, sea cual sea x. Su ecuación tiene la forma \(y = b\), y su gráfica es una recta horizontal paralela al eje x. Es \(y = mx + b\) con \(m = 0\); algunos libros la cuentan como función afín y otros no. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que te ayuda a usar el cálculo de esta página comprendiéndolo de verdad y no solo pulsando el botón.
Si te atascas, repasar estos temas es el camino más rápido.
| Números positivos y negativos (1.º de ESO, 12-13 años) |
|
| El plano cartesiano (5.º de Primaria–1.º de ESO, 10-13 años) |
|
| Relaciones de proporcionalidad (1.º–2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Expresiones algebraicas y ecuaciones (1.º–2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Operaciones con fracciones (5.º de Primaria–1.º de ESO, 10-13 años) |
|
Cómo calcularlo con Excel
| Coordenada x del punto 1 (x1) | 1 |
| Coordenada y del punto 1 (y1) | 3 |
| Coordenada x del punto 2 (x2) | 4 |
| Coordenada y del punto 2 (y2) | 9 |
| Pendiente m (tasa de variación media) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Ordenada en el origen b | =B2-B5*B1 |
| Corte con el eje x (x donde corta al eje x) | =-B6/B5 |
| Pendiente m | 2 |
| Coordenada x del punto (x1) | 3 |
| Coordenada y del punto (y1) | 7 |
| Ordenada en el origen b | =B3-B1*B2 |
| x para hallar y | 5 |
| Valor de y para ese x | =B1*B5+B4 |
| Pendiente m | 2 |
| Ordenada en el origen b | 1 |
| Corte con el eje x (x donde corta al eje x) | =-B2/B1 |
| y donde corta al eje y | =B2 |
La primera tabla halla la ecuación con los dos puntos (1 ; 3) y (4 ; 9): la pendiente m es 2, la ordenada en el origen b es 1 (la ecuación de la recta es y = 2x + 1) y el corte con el eje x es −0,5. «/» es la división y «*» la multiplicación.
La segunda tabla parte de la pendiente 2 y del punto (3 ; 7): la ordenada en el origen b es 1, y y vale 11 cuando x = 5.
La tercera tabla halla solo dónde corta la recta a los ejes, a partir de su ecuación (pendiente y ordenada en el origen). Si los dos puntos tienen la misma coordenada x, el divisor es 0 y aparece un error (#¡DIV/0!). Esto concuerda con que la pendiente no está definida (la recta no es una función afín).
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Coordenada x del punto 1 (x1) | 1 |
| Coordenada y del punto 1 (y1) | 3 |
| Coordenada x del punto 2 (x2) | 4 |
| Coordenada y del punto 2 (y2) | 9 |
| Pendiente m (tasa de variación media) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Ordenada en el origen b | =B2-B5*B1 |
| Corte con el eje x (x donde corta al eje x) | =-B6/B5 |
| Pendiente m | 2 |
| Coordenada x del punto (x1) | 3 |
| Coordenada y del punto (y1) | 7 |
| Ordenada en el origen b | =B3-B1*B2 |
| x para hallar y | 5 |
| Valor de y para ese x | =B1*B5+B4 |
| Pendiente m | 2 |
| Ordenada en el origen b | 1 |
| Corte con el eje x (x donde corta al eje x) | =-B2/B1 |
| y donde corta al eje y | =B2 |
Cómo calcularlo con Python
from fractions import Fraction
# Coordenadas de los dos puntos (una fracción como 3/4 se puede escribir Fraction(3, 4))
x1, y1 = Fraction(1), Fraction(3)
x2, y2 = Fraction(4), Fraction(9)
slope = (y2 - y1) / (x2 - x1) # pendiente m (tasa de variación media) = Δy ÷ Δx
intercept = y1 - slope * x1 # ordenada en el origen b = y1 − m×x1
print(f"Pendiente m = {slope}")
print(f"Ordenada en el origen b = {intercept}")
print(f"Ecuación de la recta: y = {slope}x + {intercept}")
if slope != 0:
print(f"Corta al eje x en: ({-intercept / slope} ; 0)")
print(f"Corta al eje y en: (0 ; {intercept})")
x_value = Fraction(5) # el x para hallar y
print(f"Cuando x = {x_value}, y = {slope * x_value + intercept}")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
y = mx + b
y = mx + b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mi>m</mi><mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
</math>
y = m x + b
y == m x + b
y := m*x + b;
y = m*x + b;
y = mx + b
m = (y₂ − y₁) ÷ (x₂ − x₁)
m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
m = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
(y2 - y1)/(x2 - x1)
m := (y2 - y1)/(x2 - x1);
m = (y2 - y1)/(x2 - x1);
m = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
b = y₁ − mx₁
b = y_1 - m x_1
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>−</mo>
<mi>m</mi>
<msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub>
</mrow>
</math>
b = y_1 - m x_1
y1 - m x1
b := y1 - m*x1;
b = y1 - m*x1;
b = y_1 - m x_1
x = −b ÷ m
x = -\frac{b}{m}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mi>m</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
x = -b/m
-b/m
x := -b/m;
x = -b/m;
x = −b/m
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo de matemáticas para funciones afines. Haz el cálculo siguiente ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta únicamente en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni con suposiciones). Halla la ecuación y = mx + b de la recta que pasa por los dos puntos (1 ; 3) y (4 ; 9). Muestra cada uno de estos resultados: 1. La pendiente m (tasa de variación media), con los pasos de Δy/Δx 2. La ordenada en el origen b 3. La ecuación de la recta y = mx + b 4. Las coordenadas de los puntos en los que la recta corta al eje x y al eje y 5. El valor de y cuando x = 5 En Python, usa el módulo fractions de la biblioteca estándar para calcular con exactitud, y muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución. Si una respuesta es una fracción, da la fracción simplificada.
Cómo usar
-
1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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