📘 CodingMarble Learn

Gráficas de funciones compuestas e imágenes geométricas de ecuaciones

Un cambio dentro del paréntesis mueve la gráfica hacia los lados; un cambio fuera la sube, la baja o la voltea. |f(x)| voltea hacia arriba la parte que está bajo el eje x, y f(|x|) copia la mitad derecha hacia la izquierda. Una ecuación en x e y también dibuja una figura, como un círculo o un rombo, y es la gráfica de una función solo si cada recta vertical la corta una vez.

🎬 Historia paso a paso

  1. Empieza con y = x². Mueve el punto: cada x tiene un solo y. Eso es lo que hace de ella la gráfica de una función.
  2. Pon x − 2 dentro: y = (x − 2)². El fantasma gris es la gráfica anterior. Toda la curva se desliza 2 pasos a la derecha.
  3. Envuelve todo en |·|: y = |x² − 2|. La parte que estaba bajo el eje x se voltea hacia arriba como una crepa.
  4. Pon |x| dentro: y = (|x| − 1)². La mitad derecha se queda y se copia a la izquierda como en un espejo.
  5. Las ecuaciones también dibujan figuras. |x| + |y| = 2 forma un rombo con vértices en 2 sobre cada eje. Mueve r para hacerlo crecer.
  6. Juego libre. Elige el círculo o la parábola acostada. Una recta vertical los corta dos veces, así que no son gráficas de funciones.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Qué significa "un y para cada x"?

Traza una recta vertical en cualquier x. Si corta la curva una vez, la curva es la gráfica de una función. El punto de y = x² siempre tiene un solo y.

¿Por qué (x − 2)² va a la derecha si tiene un menos?

El punto más bajo necesita x − 2 = 0, o sea x = 2. El vértice se movió a x = 2, que está a la derecha.

¿Por qué la parte bajo el eje se voltea hacia arriba?

El valor absoluto quita el signo menos. Una altura negativa se vuelve una altura positiva del mismo tamaño.

¿Por qué f(|x|) siempre es simétrica?

|x| y |−x| son el mismo número, así que x y −x dan el mismo y. El lado izquierdo es un espejo del derecho.

¿Por qué |x| + |y| = 2 es un rombo y no un círculo?

En el primer cuadrante es x + y = 2, una recta. Los cuatro cuadrantes dan cuatro lados rectos.

¿Un círculo no es una función en absoluto?

El círculo completo no es la gráfica de una función, pero su mitad superior y = √(r² − x²) sí lo es.

Funciones compuestas: dentro y fuera

Una función compuesta f(g(x)) significa: primero haz g y luego mete el resultado en f. Si f(x) = x² y g(x) = x − 2, entonces f(g(x)) = (x − 2)². Si lo haces al revés, g(f(x)) = x² − 2, que es una gráfica distinta.

Reglas rápidas para la gráfica de y = f(x):

El conjunto completo de movimientos tiene su propia lección: Transformaciones de funciones.

Valor absoluto en una gráfica: |f(x)| y f(|x|)

El valor absoluto |a| es el tamaño de a sin su signo: |−3| = 3.

|f(x)| (por fuera): dibuja y = f(x). Conserva las partes que están sobre el eje x o en él. Voltea hacia arriba las partes que están debajo (espejo en el eje x). El resultado nunca baja de cero.

f(|x|) (por dentro): dibuja y = f(x) solo para x ≥ 0. Descarta el lado izquierdo y reemplázalo por una copia en espejo del lado derecho. El resultado es simétrico respecto al eje y (una función par).

Ejemplo: y = |x² − 2| tiene ceros en ±√2 y un valor máximo local de 2 en x = 0. y = (|x| − 1)² tiene ceros en ±1 y vale y = 1 en x = 0.

Imagen geométrica de una ecuación

La imagen geométrica (gráfica) de una ecuación en x e y es el conjunto de todos los puntos (x, y) que la hacen verdadera.

Truco: para dibujar |x| + |y| = r, dibuja x + y = r solo en el primer cuadrante (x, y ≥ 0) y luego refléjala en los otros tres cuadrantes.

Prueba de la recta vertical: si alguna recta vertical corta la figura dos veces, una x tiene dos valores de y, así que no es la gráfica de una función. El círculo y y² = x no la pasan; y = x² y y = |x| sí.

Un plan para trazar gráficas

  1. Encuentra el dominio (qué valores de x se permiten).
  2. Marca las intersecciones (donde corta los ejes).
  3. Revisa la simetría (par: espejo en el eje y).
  4. Marca algunos puntos clave y únelos con una curva suave.

Las gráficas también cuentan soluciones: el número de veces que y = f(x) se cruza con y = g(x) es el número de soluciones de f(x) = g(x).

Pruébalo: primero predice, luego comprueba

En el tablero 3D elige y = (x − h)². Adivina dónde queda el punto más bajo cuando h = 3 y luego mueve h hasta 3. Elige |x| + |y| = r y adivina el área para r = 3 (respuesta 18). En casa: dobla un papel por la mitad, dibuja media figura de corazón en un lado, corta por la línea y ábrelo. El doblez es tu eje y, y acabas de hacer f(|x|).

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. f(x) = x², g(x) = x − 2. Halla f(g(x)) y g(f(x)).

f(g(x)) = (x − 2)² : la parábola x² desplazada 2 a la derecha, punto más bajo (2, 0). g(f(x)) = x² − 2 : la parábola desplazada 2 hacia abajo, punto más bajo (0, −2). Son distintas.

2. Traza y = |x² − 2|. Da los ceros y la intersección con el eje y.

Dibuja primero x² − 2 (punto más bajo (0, −2), ceros ±√2 ≈ ±1.41). Voltea hacia arriba la parte hundida entre los ceros: el punto (0, −2) pasa a (0, 2). Ceros ±√2, intersección con el eje y: 2.

3. Traza y = (|x| − 1)².

Para x ≥ 0 es (x − 1)²: punto más bajo (1, 0), y en x = 0 el valor es 1. Refléjala a la izquierda: ceros en x = ±1, intersección con el eje y: 1, una pequeña joroba en (0, 1) como la letra W.

4. Dibuja |x| + |y| = 2 y halla su área.

Vértices en (2, 0), (0, 2), (−2, 0), (0, −2). Es un cuadrado con diagonales de longitud 4. Área = ½ × 4 × 4 = 8 (también 2r² = 2 × 4 = 8).

5. En el círculo x² + y² = 9, halla y cuando x = 2.

4 + y² = 9, así que y² = 5, y = ±√5 ≈ ±2.24. Dos puntos: uno en la mitad superior y otro en la inferior.

6. ¿Es la gráfica de y² = x la gráfica de una función y = f(x)?

No. La recta vertical x = 4 la corta en y = 2 y en y = −2: una x, dos y. Son dos gráficas de funciones juntas: y = √x (arriba) y y = −√x (abajo).

7. ¿Cuántas soluciones tiene (x − 2)² = |x|?

Dibuja y = (x − 2)² y y = |x|. Para x ≥ 0: x² − 4x + 4 = x da x² − 5x + 4 = 0, así que x = 1 o 4. Para x < 0: x² − 3x + 4 = 0 tiene D = 9 − 16 < 0, ninguna. Entonces hay 2 soluciones. La gráfica lo muestra igual: dos puntos de encuentro a la derecha.

8. f(x) = √x y g(x) = x² − 4. Halla el dominio de f(g(x)).

f(g(x)) = √(x² − 4). Se necesita x² − 4 ≥ 0, así que x ≤ −2 o x ≥ 2. La gráfica tiene dos ramas separadas: una que empieza en (2, 0) y va a la derecha, otra que empieza en (−2, 0) y va a la izquierda.

Errores comunes

Test de práctica

1. La gráfica de y = (x − 3)² es y = x² movida:
2. |f(x)| hace esto con la parte que está bajo el eje x:
3. x² + y² = 25 es un círculo de radio:
4. La figura de |x| + |y| = 3 es un:
5. La gráfica de f(|x|) siempre es simétrica respecto al:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una función compuesta?

Una función que se forma al meter el resultado de una función en otra, y se escribe f(g(x)).

¿Cómo se grafica una función con valor absoluto?

Dibuja primero la gráfica normal. Para |f(x)| voltea hacia arriba la parte negativa. Para f(|x|) copia la mitad derecha hacia la izquierda.

¿Qué es la prueba de la recta vertical?

Si toda recta vertical corta una curva como máximo una vez, la curva es la gráfica de una función.

Aprende antes

Aprende después

Lecciones relacionadas

Todas las lecciones de Maths