Escribe el coeficiente a y elige qué quieres calcular (el modo). Para el recorrido de y o la tasa de variación media, escribe el intervalo de x, p y q. Para el valor de y, escribe un valor de x.
Índice
-
Qué puedes hacer en esta página
-
¿Para qué sirve este cálculo?
-
Cómo usar
-
Fórmulas y gráficas
-
Símbolos y términos
-
Qué conviene saber de antemano
-
Cómo calcularlo con Excel
-
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
-
Cómo calcularlo con Python
-
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
-
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
-
Las ventajas de DataChef
-
Funciones relacionadas
-
Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Para la función cuadrática \(y = ax^{2}\), calcula el recorrido de y para un dominio de x, \(p \le x \le q\). Los pasos explican también los dos casos, según el dominio incluya o no el 0 (si lo incluye, el mínimo o el máximo vale 0 en el vértice)
- Calcula la tasa de variación media cuando x pasa de \(p\) a \(q\), tanto con la definición \(\dfrac{\Delta y}{\Delta x}\) (incremento de y ÷ incremento de x), con los pasos, como con la fórmula rápida \(a(p+q)\)
- Calcula el valor de y para un valor de x (un punto de la gráfica)
- El coeficiente a puede ser un número entero, un decimal o una fracción como 1/2
- Se dibuja la parábola. En el modo de recorrido se resaltan la parte que corresponde al dominio y el recorrido de y; en el modo de tasa de variación se traza la recta que pasa por los dos puntos. En esta página también encontrarás una explicación clara de las fórmulas y fórmulas para copiar y pegar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
Si se ignora la resistencia del aire, una pelota lanzada en diagonal describe una parábola (la gráfica de \(y = ax^{2}\), desplazada a otro lugar).
Un pase largo en fútbol, un tiro a canasta y el agua de una fuente siguen esta forma, y esta función se usa para simular deportes y para mover pelotas en los videojuegos.
Si se ignora la resistencia del aire, la distancia que cae un objeto soltado es directamente proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido desde que se soltó. Con la distancia en metros y el tiempo en segundos, la constante es aproximadamente 4,9, y resulta la función cuadrática \(y = 4{,}9x^{2}\).
Unos 4,9 metros en 1 segundo y unos 19,6 metros en 2 segundos: al duplicar el tiempo, la distancia se multiplica por cuatro. Esta ley, descubierta por Galileo, es el punto de partida de los cálculos de movimiento en física.
La distancia que recorre un coche desde que se pisa el freno hasta que se detiene (la distancia de frenado) es, como se sabe, aproximadamente proporcional al cuadrado de su velocidad. Si se duplica la velocidad, la distancia de frenado se hace unas cuatro veces mayor.
Esta relación cuadrática es la razón matemática de por qué correr con el coche es peligroso. Se explica en la formación vial y en el examen teórico del carné de conducir, y es un uso de esta función que afecta directamente a la seguridad.
La forma que se obtiene al girar una parábola alrededor de su eje (un paraboloide) tiene una propiedad especial: las ondas de radio o la luz que llegan paralelas al eje se reúnen todas en un punto, el foco.
Las antenas parabólicas de televisión por satélite y los radiotelescopios lo aprovechan para captar ondas de radio débiles. Las linternas y los faros de los coches lo usan al revés, para lanzar la luz en un haz recto.
La fuerza con que el viento empuja un objeto (la presión del viento) es aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. Si la velocidad se duplica, la fuerza se multiplica por unas cuatro. Por eso los daños aumentan tan deprisa cuando los vientos de un temporal se vuelven solo un poco más fuertes.
Al diseñar edificios y puentes, los ingenieros usan esta relación cuadrática para estimar la presión del viento a partir de la velocidad esperada y decidir qué resistencia debe tener la estructura.
Fórmulas y gráficas
Símbolos y términos
Símbolos
| \(a\) | a | El coeficiente: el número que multiplica a \(x^{2}\). Decide hacia dónde se abre la gráfica (hacia arriba si \(a > 0\), hacia abajo si \(a < 0\)) y lo estrecha que es. Por costumbre, las letras del principio del alfabeto, \(a,\ b,\ c\), representan números fijos. |
| \(x,\ y\) | equis, i griega | Variables: letras que representan números que pueden tomar muchos valores. Por costumbre, las letras del final del alfabeto, \(x,\ y,\ z\), representan números desconocidos o que cambian. En esta página, al elegir \(x\) queda determinado \(y\). |
| \(p,\ q\) | pe, cu | Los dos extremos del intervalo de x: los extremos izquierdo y derecho del dominio en el modo de recorrido, y los valores inicial y final de x en el modo de tasa de variación. En esta página, siempre \(p < q\) (p es el menor). |
| \(m\) | eme | Una letra que se usa en esta página para explicar el recorrido: el extremo del dominio, \(p\) o \(q\), más alejado de \(0\) (el de mayor valor absoluto). El máximo (el mínimo si \(a < 0\)) se alcanza en este extremo. Cuando los dos extremos tienen el mismo valor absoluto, los dos dan el mismo valor. |
| \(\Delta x,\ \Delta y\) | delta equis, delta i griega | El incremento de x y el incremento de y. \(\Delta\) (delta) es la letra griega que corresponde a la D, la inicial de «diferencia», y representa «valor después del cambio − valor antes». |
| \(\le\) | menor o igual que | Un signo de desigualdad que incluye el valor del extremo. \(-1 \le x \le 3\) significa «x es mayor o igual que −1 y menor o igual que 3», así que se incluyen tanto −1 como 3. En algunos países se escribe con dos rayas, \(\leqq\), con el mismo significado. |
| \(x^{2}\) | x al cuadrado | \(x\) multiplicada por sí misma (\(x^{2} = x \times x\)). El pequeño 2 de arriba a la derecha (el exponente) indica cuántas veces se usa \(x\) como factor. Para elevar al cuadrado un número negativo, usa paréntesis, como en \(\left(-3\right)^{2} = 9\). |
Términos
| función | Cuando cada valor de x da exactamente un valor de y, decimos que «y es función de x». \(y = ax^{2}\) también es una función: eliges x y queda determinado un único y. |
| función cuadrática | Una función en la que y se expresa con una expresión de grado 2 en x. La forma más sencilla es \(y = ax^{2}\), con su vértice en el origen; la forma general \(y = ax^{2} + bx + c\) permite que el vértice se aleje del origen. |
| coeficiente | El número que multiplica a una variable, como la \(a\) de \(y = ax^{2}\). Como \(y = ax^{2}\) dice que «y es proporcional al cuadrado de x», esta \(a\) también se llama constante de proporcionalidad, igual que en la proporcionalidad directa \(y = ax\). |
| parábola | La curva suave y simétrica que es la gráfica de \(y = ax^{2}\). Tiene la misma forma que la trayectoria de un objeto lanzado en diagonal. |
| vértice | El punto de giro de una parábola. El vértice de \(y = ax^{2}\) es el origen (0 ; 0); es el punto más bajo de la gráfica si \(a > 0\) y el más alto si \(a < 0\). |
| origen | El centro del plano de coordenadas, el punto (0 ; 0), donde se cruzan el eje x y el eje y. Se llama origen de coordenadas y se designa con \(O\). |
| dominio y recorrido | El conjunto de valores que puede tomar una variable, escrito con desigualdades como \(-1 \le x \le 3\). El dominio es el conjunto de valores de x; el recorrido es el conjunto de valores que toma y en ese dominio. |
| tasa de variación media | El incremento de y dividido entre el incremento de x (\(\Delta y \div \Delta x\)). Indica cuánto aumenta y, de media, cada vez que x aumenta 1. Es constante en una función afín (la pendiente a), pero en una función cuadrática depende del intervalo. |
| incremento de x, incremento de y | La cantidad de cambio, calculada como «valor después − valor antes». Si el valor baja, el incremento es negativo (por ejemplo, pasar de 18 a 2 es un incremento de −16). |
| se abre hacia arriba | Cuando \(a > 0\), la parábola tiene forma de valle. En bachillerato esto se describe con la concavidad; como los libros usan convenciones opuestas para «cóncava» y «convexa», aquí decimos simplemente «hacia arriba». |
| se abre hacia abajo | Cuando \(a < 0\), la parábola tiene forma de colina. En bachillerato esto se describe con la concavidad; como los libros usan convenciones opuestas para «cóncava» y «convexa», aquí decimos simplemente «hacia abajo». |
| función afín | Una función de la forma \(y = ax + b\) (su gráfica es una recta). Su mayor diferencia con una función cuadrática es que su tasa de variación es la misma en todas partes. En muchos libros también se llama función lineal. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que te ayuda a usar el cálculo de esta página entendiendo de verdad lo que haces, y no solo pulsando el botón.
Si te atascas, repasar estos temas es el camino más rápido para avanzar.
| Números positivos y negativos (1.º de ESO, 12-13 años) |
|
| Proporcionalidad directa (1.º de ESO, 12-13 años) |
|
| Coordenadas y gráficas (1.º de ESO, 12-13 años) |
|
| Desigualdades e intervalos (1.º y 2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Funciones afines y tasa de variación (2.º de ESO, 13-14 años) |
|
Cómo calcularlo con Excel
| Coeficiente a | 2 |
| Extremo izquierdo del dominio p | -1 |
| Extremo derecho del dominio q | 3 |
| y en el extremo izquierdo | =B1*B2^2 |
| y en el extremo derecho | =B1*B3^2 |
| Mínimo de y | =SI(Y(B2<=0;B3>=0);MIN(0;B4;B5);MIN(B4;B5)) |
| Máximo de y | =SI(Y(B2<=0;B3>=0);MAX(0;B4;B5);MAX(B4;B5)) |
| Coeficiente a | 2 |
| x inicial (p) | 1 |
| x final (q) | 3 |
| y inicial | =B1*B2^2 |
| y final | =B1*B3^2 |
| Tasa de variación media (Δy÷Δx) | =(B5-B4)/(B3-B2) |
| Comprobación con a(p+q) | =B1*(B2+B3) |
| Coeficiente a | 2 |
| Valor de x | 3 |
| Valor de y | =B1*B2^2 |
La primera tabla es y = 2x² con −1 ≤ x ≤ 3. Los valores de y en los extremos izquierdo y derecho son 2 y 18, y se obtienen el mínimo 0 y el máximo 18 (el recorrido de y es 0 ≤ y ≤ 18). La parte SI(Y(B2<=0;B3>=0); …) comprueba si el dominio incluye el 0; si lo incluye, el 0 del vértice también es candidato a mínimo o máximo. Funciona tal cual cuando a es negativo.
La segunda tabla es y = 2x² cuando x pasa de 1 a 3. La celda de la definición (Δy÷Δx) y la celda del atajo a(p+q) dan las dos 8.
La tercera tabla sustituye x = 3 en y = 2x², y da 18.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Coeficiente a | 2 |
| Extremo izquierdo del dominio p | -1 |
| Extremo derecho del dominio q | 3 |
| y en el extremo izquierdo | =B1*B2^2 |
| y en el extremo derecho | =B1*B3^2 |
| Mínimo de y | =SI(Y(B2<=0;B3>=0);MIN(0;B4;B5);MIN(B4;B5)) |
| Máximo de y | =SI(Y(B2<=0;B3>=0);MAX(0;B4;B5);MAX(B4;B5)) |
| Coeficiente a | 2 |
| x inicial (p) | 1 |
| x final (q) | 3 |
| y inicial | =B1*B2^2 |
| y final | =B1*B3^2 |
| Tasa de variación media (Δy÷Δx) | =(B5-B4)/(B3-B2) |
| Comprobación con a(p+q) | =B1*(B2+B3) |
| Coeficiente a | 2 |
| Valor de x | 3 |
| Valor de y | =B1*B2^2 |
Cómo calcularlo con Python
from fractions import Fraction
coefficient_a = Fraction(2) # coeficiente a (una fracción como 1/2 se escribe Fraction(1, 2))
left_end = Fraction(-1) # extremo izquierdo del dominio p (en la tasa de variación, la x inicial)
right_end = Fraction(3) # extremo derecho del dominio q (en la tasa de variación, la x final)
y_left = coefficient_a * left_end ** 2
y_right = coefficient_a * right_end ** 2
# Recorrido de y: se distingue según si el dominio incluye el 0 (el vértice)
if left_end <= 0 <= right_end:
candidates = [Fraction(0), y_left, y_right]
else:
candidates = [y_left, y_right]
y_min = min(candidates)
y_max = max(candidates)
print(f"Recorrido de y: {y_min} <= y <= {y_max}")
# Tasa de variación media (cuando x pasa de p a q)
rate = (y_right - y_left) / (right_end - left_end)
print(f"Tasa de variación media (definición Δy÷Δx): {rate}")
print(f"Tasa de variación media (atajo a(p+q)): {coefficient_a * (left_end + right_end)}")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
y = ax²
y = ax^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
y = a x^2
a x^2
y := a*x^2;
y = a*x^2;
y = ax^2
0 ≤ y ≤ am²
0 \le y \le am^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>≤</mo>
<mi>y</mi>
<mo>≤</mo>
<mi>a</mi>
<msup><mi>m</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
0 <= y <= a m^2
{MinValue[{a x^2, p <= x <= q}, x], MaxValue[{a x^2, p <= x <= q}, x]}
minimize(a*x^2, x = p .. q); maximize(a*x^2, x = p .. q);
m = max(abs(p), abs(q)); ymin = 0; ymax = a*m^2;
0 ≤ y ≤ am^2
Δy/Δx = (aq² − ap²)/(q − p)
\dfrac{\Delta y}{\Delta x} = \dfrac{aq^{2} - ap^{2}}{q - p}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mfrac>
<mrow><mi>Δ</mi><mi>y</mi></mrow>
<mrow><mi>Δ</mi><mi>x</mi></mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>a</mi><msup><mi>q</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>−</mo>
<mi>a</mi><msup><mi>p</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
<mrow><mi>q</mi><mo>−</mo><mi>p</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
(Delta y)/(Delta x) = (a q^2 - a p^2)/(q - p)
(a q^2 - a p^2)/(q - p)
rate := (a*q^2 - a*p^2)/(q - p);
rate = (a*q^2 - a*p^2)/(q - p);
Δy/Δx = (aq^2 − ap^2)/(q − p)
Δy/Δx = a(p + q)
\dfrac{\Delta y}{\Delta x} = a(p + q)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mfrac>
<mrow><mi>Δ</mi><mi>y</mi></mrow>
<mrow><mi>Δ</mi><mi>x</mi></mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mo>(</mo>
<mi>p</mi>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</math>
(Delta y)/(Delta x) = a(p + q)
a (p + q)
rate := a*(p + q);
rate = a*(p + q);
Δy/Δx = a(p + q)
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo matemático para funciones. Haz el siguiente cálculo ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta solo en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni a ojo). Para la función cuadrática y = 2x², halla estas dos cosas. 1. El recorrido de y cuando el dominio de x es −1 ≤ x ≤ 3 (explica también por qué importa si el dominio incluye el 0) 2. La tasa de variación media cuando x pasa de 1 a 3 (muestra los pasos de incremento de y ÷ incremento de x y usa también la fórmula rápida a(p+q)) En Python, usa el módulo fractions de la biblioteca estándar para calcular con exactitud. Muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución.
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
Las ventajas de DataChef
Sin conocimientos técnicos: fácil e intuitivo
Sin necesidad de dar datos personales
Los archivos se borran automáticamente tras la descarga
Sin necesidad de atribución
Sin necesidad de pedir permiso