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Tema 04 · Semana 5 núcleo
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Parábolas

La curva del tiro

Forma canónica $y = a(x-h)^2 + k$, vértice, eje, foco y directriz. Intersecciones con ejes y con rectas.

Por qué importa

Trayectorias, optimización cuadrática, antenas parabólicas, lentes... y ecuaciones de segundo grado vistas geométricamente.

En La Salle

Reaparecen en Cálculo (mínimos cuadrados) y en Física (movimiento parabólico).

Objetivos
  • Pasar de $y=ax^2+bx+c$ a forma canónica completando cuadrados.
  • Localizar vértice y eje al vuelo.
  • Interpretar el signo de $a$ y el discriminante.
  • Cortar parábola con recta resolviendo el sistema asociado.
Tu progreso · Parábolas

1. Definición

Lugar geométrico de los puntos del plano que equidistan de un punto fijo (foco FF) y de una recta fija (directriz dd).

2. Formas

  • Forma estándar: y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c.
  • Forma canónica (vértice): y=a(xh)2+ky = a(x - h)^2 + k, con vértice V=(h,k)V = (h, k).

Relación entre ambas:

h=b2a,k=cb24ah = -\dfrac{b}{2a}, \quad k = c - \dfrac{b^2}{4a}

El signo de aa:

  • a>0a > 0 → parábola hacia arriba (mínimo en V).
  • a<0a < 0 → parábola hacia abajo (máximo en V).
Demo · vértice, foco y directriz
a1.00
b-2.00
c-3.00
Forma canónica: y = 1.00(x − 1.00)² + -4.00

3. Eje, foco y directriz

Para y=a(xh)2+ky = a(x-h)^2 + k:

  • Eje de simetría: x=hx = h.
  • Foco: F=(h,  k+14a)F = \left(h, \; k + \dfrac{1}{4a}\right).
  • Directriz: y=k14ay = k - \dfrac{1}{4a}.

4. Cortes con los ejes

  • Con el eje Y: hacer x=0x=0 → punto (0,c)(0, c).
  • Con el eje X: resolver ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 → 0, 1 o 2 puntos según Δ\Delta.

5. De estándar a canónica: completar cuadrados

Ejemplo

y=x26x+5y = x^2 - 6x + 5.

y=(x26x+9)9+5=(x3)24y = (x^2 - 6x + 9) - 9 + 5 = (x-3)^2 - 4

Vértice V=(3,4)V = (3, -4). Eje x=3x = 3. Cortes con X: (x3)2=4x=1,5(x-3)^2 = 4 \Rightarrow x = 1, 5.

ℹ️Por qué importa

“Completar cuadrados” es la versión geométrica de la fórmula general. Es la herramienta que conecta parábolas con elipses, hipérbolas, y más adelante con la diagonalización de matrices.

Ejercicios

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Ejercicio · interactivo
Para y=2x28x+1y = 2x^2 - 8x + 1, ¿cuál es la coordenada hh del vértice?
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Ejercicio · interactivo
Misma parábola: ¿cuál es la coordenada kk del vértice?
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Ejercicio · interactivo
¿En qué valores de xx corta y=x21y = x^2 - 1 con y=2x+2y = 2x + 2? Lista los dos valores.