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Matemática (51) · Unidad 2 — Funciones, rectas, parábolas y polinomios

Función lineal: pendiente y ordenada al origen

En y = mx + b los dos números dicen todo: b es dónde arranca y m es cuánto sube por cada paso a la derecha. Con eso solo ya sabés graficarla, decir si crece y encontrar su cero, sin hacer una tabla.

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La explicación

Para qué sirve esto

La función lineal es la más simple que existe y por eso es la que aparece en todos lados: en los problemas de costos, en las aproximaciones, y más adelante en la recta tangente, que es la recta que mejor imita a una curva cerca de un punto. Si leés m y b de un vistazo, media unidad se te vuelve automática.

Los dos números

f(x) = mx + b
m = pendiente  ·  b = ordenada al origen

La ordenada al origen es fácil: es f(0), o sea la altura a la que la recta cruza el eje y. Se lee directo de la fórmula.

La pendiente es la tasa de cambio: cuánto cambia y cuando x aumenta en 1. Si m = 3, cada paso a la derecha sube 3. Si m = −1/2, cada paso a la derecha baja media unidad. Entre dos puntos cualesquiera de la recta:

m = Δy / Δx = (y2 − y1) / (x2 − x1)

Y da lo mismo qué dos puntos elijas: esa constancia es lo que define a una recta.

Graficar sin tabla de valores

1. Marcá el punto (0, b) sobre el eje y. Ese es el ancla.
2. Desde ahí, movete 1 a la derecha y m hacia arriba (hacia abajo si m es negativo). Marcá el segundo punto.
3. Si m es una fracción p/q, conviene moverse q a la derecha y p hacia arriba, para caer justo en un cruce de la cuadrícula.
4. Uní los dos puntos y prolongá. Dos puntos bastan: no hace falta ninguna tabla.

Crecimiento, decrecimiento y el cero

El signo de m decide todo el comportamiento, y no hay casos intermedios:

m > 0 → creciente  ·  m < 0 → decreciente  ·  m = 0 → constante

El cero (o raíz) es el x donde la recta cruza el eje horizontal. Se busca resolviendo f(x) = 0:

mx + b = 0  ⟹  x = −b/m   (si m ≠ 0)

Si m = 0 la función es constante: si además b ≠ 0 no tiene ningún cero, y si b = 0 es la función nula y todos los x son ceros. Son casos raros pero se toman.

Paralelas y perpendiculares

Dos rectas son paralelas cuando tienen la misma pendiente. Si además tienen la misma ordenada al origen, son la misma recta.

paralelas: m1 = m2
perpendiculares: m1 · m2 = −1, o sea m2 = −1/m1

La regla práctica para la perpendicular: das vuelta la fracción y le cambiás el signo. La perpendicular a una de pendiente 3 tiene pendiente −1/3; la perpendicular a una de pendiente −2/5 tiene pendiente 5/2. Y ojo: una recta horizontal (m = 0) es perpendicular a una vertical, pero la vertical no es función y no tiene pendiente, así que ese caso se maneja aparte.

El control que conviene hacer siempre

Después de escribir cualquier recta, evaluala en dos x distintos y fijate que la diferencia de las y sea exactamente m veces la diferencia de las x. Y mirá el dibujo: si dijiste que era decreciente, el cero tiene que quedar a la derecha del (0, b) cuando b es positivo. Un signo mal se ve antes en el dibujo que en la cuenta.

Un ejercicio resuelto, paso a paso

Sea f(x) = (3/2)x - 3. Dar la pendiente, la ordenada al origen y el cero, decir si crece o decrece, y dar la pendiente de cualquier recta perpendicular a f.

Planteo: la función ya está escrita en la forma mx + b, así que los dos primeros datos se leen sin hacer ninguna cuenta.

Pendiente y ordenada. El número que multiplica a x es m = 3/2 = 1,5. El término suelto es b = −3.

m = 3/2  ·  b = −3

Crecimiento. Como m = 1,5 > 0, la función es creciente en todo ℝ. Cada paso a la derecha la sube una unidad y media.

El cero. Se resuelve f(x) = 0:

(3/2)x − 3 = 0
(3/2)x = 3
x = 3 · (2/3) = 2

Dividir por 3/2 es multiplicar por 2/3: es el paso donde más se traba la gente, y conviene hacerlo así y no con decimales.

La perpendicular. Se da vuelta la fracción y se cambia el signo:

m⊥ = −1/(3/2) = −2/3

Control: 3/2 · (−2/3) = −1 ✔, que es exactamente la condición de perpendicularidad. Y f(2) = 3 − 3 = 0 ✔, así que el cero está bien.

Dónde se pierde el punto: dar la perpendicular como 2/3, sin el signo. El producto tiene que dar −1, no 1.

Y uno del nivel del parcial

Sean r: y = 2x - 5 y s: y = -x/2 + 3. Decidir si son paralelas, perpendiculares o ninguna de las dos, hallar los ceros de cada una y hallar el punto donde se cortan.

Planteo: las dos comparaciones —paralelismo y perpendicularidad— se contestan sólo con las pendientes. El punto de corte, en cambio, necesita igualar las dos fórmulas.

Las pendientes. De r sale m1 = 2. De s hay que mirar con cuidado: −x/2 es lo mismo que (−1/2)x, así que m2 = −1/2.

m1 = 2  ·  m2 = −1/2

¿Paralelas? No: 2 ≠ −1/2. ¿Perpendiculares? Se hace el producto:

2 · (−1/2) = −1  ⟹  sí, son perpendiculares

Los ceros. Cada uno por separado, igualando a cero:

r: 2x − 5 = 0 ⟹ x = 5/2 = 2,5
s: −x/2 + 3 = 0 ⟹ x/2 = 3 ⟹ x = 6

El punto de corte. Acá no se iguala a cero sino una fórmula con la otra, porque se busca el x donde las dos dan lo mismo:

2x − 5 = −x/2 + 3
2x + x/2 = 8
(5/2)x = 8  ⟹  x = 16/5 = 3,2

La altura sale reemplazando en cualquiera de las dos: y = 2·3,2 − 5 = 1,4.

Se cortan en (3,2 ; 1,4)

Control: hay que reemplazar en la otra recta, que es lo que realmente verifica. s(3,2) = −1,6 + 3 = 1,4 ✔. Si hubiera dado distinto, el error estaría en el despeje.

Dónde se pierde el punto: contestar sólo el x. El punto de corte es un par ordenado, y vale la mitad si falta la segunda coordenada.

Dónde se cae la mayoría

Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.

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