FUNCIONES CONSTANTES, LINEALES Y AFINES. RECTAS

ficha del profesor

ENUNCIADO

 

La línea más sencilla podemos considerar que es una recta. Además, se verifica que las funciones cuyas gráficas son rectas son precisamente las que tienen una expresión algebraica más sencilla.

 

Las funciones cuyas gráficas son rectas son:

 

·          Constantes, cuya fórmula es y = f(x) = k, donde k es un número real.

f(x) = 6                 f(x) = − 4            f(x) = 1/7        f(x) =

son ejemplos de funciones constantes.

 

·          Lineales, cuya fórmula general es y = f(x) = ax, siendo a un número real.

f(x) = − 4x            f(x) = 6.5x                   f(x) =                  f(x) = x

son funciones lineales.

 

·          Afines, cuya expresión general es y = f(x) = ax + b, con a y b números reales distintos de cero.

f(x) =           f(x) = 3x − 67             f(x) =                        f(x) = x + 0.56

son funciones afines.

 

 

El procedimiento “manual” para dibujar este tipo de gráficas es representar los puntos que se obtienen a partir de una tabla de valores y unirlos mediante un trazo rectilíneo.

 

Por ejemplo, si queremos dibujar la gráfica de la función f(x) = 2x − 3, en primer lugar, construimos una tabla (sería suficiente con dos valores, pues una recta está determinada por dos puntos).

 

x

y = 2x − 3

0

   −3

2

    1

 

A continuación dibujamos los puntos (0, −3) y (2, 1) en unos ejes de coordenadas y los unimos mediante un segmento.

 

Uno de los objetivos de esta práctica será el proceso inverso: a partir de la gráfica construir una tabla de valores.

 

Otro objetivo fundamental es el análisis e interpretación gráfica de los coeficientes a y b en la expresión general f(x) = ax + b. El coeficiente a es la pendiente de la recta y b es la ordenada en el origen.

 

Por último, comenzaréis a usar GeoGebra para dibujar rectas.

 

QUÉ HACER

 

 En la primera escena verás la fórmula y la gráfica de la función f(x) = ax + b para los valores actuales de los deslizadores horizontales que se encuentran en la parte superior izquierda de la pantalla. Si mueves el punto del deslizador cambias el valor del coeficiente correspondiente.

 

Para estudiar las gráficas de funciones constantes el deslizador a deberá tomar el valor 0; en la fórmula de estas funciones no hay x. Para las lineales será b el que sea igual a cero (siendo a ≠ 0). En las funciones afines los parámetros a y b y sus deslizadores serán distintos de cero.

 

Si quieres construir una tabla de valores sólo tienes que desplazar el punto sobre la gráfica y anotar sus coordenadas en la tabla. Para mover un punto sitúate sobre el y arrástralo manteniendo pulsado el botón izquierdo del ratón.

 

La respuesta a las preguntas las anotarás en la Ficha del alumno.

 

En la segunda escena dibujarás las rectas utilizando algunos botones de la Barra de Herramientas o escribiendo la fórmula en la Barra de Entradas. Las construcciones las guardarás con los nombres que se indican.

 

En la siguiente imagen tienes la pantalla general de trabajo de GeoGebra. Cuando ejecutas el programa ves esta pantalla. Sin embargo, al trabajar en las distintas escenas de esta actividad la pantalla de trabajo será diferente

 

 

 

Rectas. Escena 1

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Funciones constantes (y = b a = 0)
En todo este apartado el deslizador a debe mantenerse en el valor 0

 

1.- Sitúa el deslizador a en el valor 0 y mueve lentamente el deslizador b.

- ¿Cómo son todas las gráficas?

-¿Qué caracteriza a las gráficas de las funciones constantes?

2.- Fija el deslizador b en el valor 4. La recta dibujada es y = 4. Escribe las coordenadas de tres puntos de la función. Sólo tienes que desplazar el punto A y fijarte en sus coordenadas.
- ¿Cuáles son las coordenadas de los tres puntos?
- Sitúa b en el valor -1 para trazar la gráfica de y = -1 y después escribe las coordenadas de tres puntos diferentes.
- Si la ecuación de la recta es y = k ¿cuáles son las coordenadas de un punto genérico de la función?

 Funciones lineales ( y = ax → b = 0)

 En este apartado b debe mantenerse en el valor 0 y a tendrá que ser distinto de 0

3.- Sitúa el deslizador b sobre el valor 0 y mueve el deslizador a.

- Todas las gráficas pasan por un mismo punto. ¿Cuál es este punto?

4.- Ve moviendo el deslizador a de manera que tome únicamente valores positivos: a = 0.8, a = 1, a = 1.25, a = 2, a = 3.1.
- ¿Cómo son las gráficas cuando a es positivo, crecientes o decrecientes?

5.- Mueve ahora a de manera que tome valores negativos: a = -0.6, a = -1, a = -1.8, a = -3.5.
- ¿Cómo son las gráficas cuando a es negativo, crecientes o decrecientes?

6.- Sitúa ahora el deslizador a en 1.25 y haz una tabla de tres valores de la función moviendo el punto A por la gráfica. Cada vez que muevas A obtendrás un punto de la tabla.

Interpretación geométrica de la pendiente

Vamos ahora a precisar el significado geométrico de la pendiente de una recta que, numéricamente, es el coeficiente de x en la fórmula de la ecuación. En nuestro caso se trata de a.

7.- Sitúa el deslizador a en 2 y anota las coordenadas de tres puntos (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3
- (x1, y1) = (     ,     )              (x2, y2) = (     ,     )             (x3, y3) = (     ,     )
- Sustituye las letras por sus valores y calcula el valor de cada fracción.
 (y2-y1)/(x2-x1) =                         (y3-y2)/(x3-x2) =    
- ¿Qué valor se obtiene en ambos casos?

8.- Mueve a situándolo en -3 y repite los mismos pasos que en la pregunta 6.
- (x1, y1) = (     ,     )              (x2, y2) = (     ,     )             (x3, y3) = (     ,     ) 
 - (y2-y1)/(x2-x1) =                         (y3-y2)/(x3-x2) =     

- ¿
Qué valor tiene la fracción en los dos casos?

9.- Conclusión.
-
¿Podrías explicar cuál es el significado geométrico de la pendiente de una recta?

Funciones afines ( y = ax + b)
En este apartado a y b deben tomar valores distintos de 0

10.- Fija a en el valor que quieras y después mueve el deslizador b.
-
¿Cómo varían las rectas cuando cambias el valor de b?
- Todas las rectas tienen la misma pendiente porque no estás moviendo a ¿Qué tienen en común las rectas cuando tienen la misma pendiente?

11.- ¿Cómo puedes saber si dos rectas son paralelas a partir de la fórmula de sus ecuaciones?

12.- Fija ahora b y, sin moverlo, cambia el valor de a.
-
Las rectas siempre pasan por el mismo punto ¿cuáles son sus coordenadas?
-
¿Cuál es entonces la interpretación gráfica de b?

Interpretación geométrica de la pendiente

13.- Sitúa a en -2 y determina las coordenadas de tres puntos de la recta moviendo el punto A.
- (x1, y1) = (     ,     )              (x2, y2) = (     ,     )             (x3, y3) = (     ,     ) 
-  (y2-y1)/(x2-x1) =                         (y3-y2)/(x3-x2) =    
 
- ¿Cuál es el valor del cociente incremental?

14.- Fija a en 2.5 y vuelve a realizar el mismo proceso.
- (x1, y1) = (     ,     )              (x2, y2) = (     ,     )             (x3, y3) = (     ,     )
- (y2-y1)/(x2-x1) =                         (y3-y2)/(x3-x2) =    
- ¿Cuál es el valor de las dos fracciones?

15.- Conclusión.
-
¿Puedes explicar cuál es el significado geométrico de la pendiente?

Rectas. Escena 2

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Haz doble clic sobre la pantalla de le Escena 2 para abrir GeoGebra y completa las actividades que se indican.

1.- Dibuja la recta que pasa por dos puntos cualesquiera de la pantalla.

a)      Dibuja dos puntos cualesquiera en la pantalla gráfica. Para ello pulsa en Nuevo Punto  y haz clic en dos puntos de la Ventana Gráfica.

b)      Activa Recta que pasa por Dos puntos  y haz clic en los dos puntos que has dibujado previamente.

c)      Guarda la construcción con el nombre recta1.

              (para iniciar una nueva construcción puedes seleccionar todo (Edita / Selecciona todo desde la Barra de Menús) y borrar con la tecla Supr. 

 

2.- Dibuja la recta que pasa por los puntos (0,3) y (1,-1).

a)      Escribe en el Campo de Entrada (0,3) y acepta con intro. A continuación introduce de la misma manera el punto (1,-1)

b)      Dibuja la recta que pasa por los dos puntos anteriores.

c)      Guarda la construcción con el nombre recta2.

 

3.- Dibuja la recta f(x) = 2x − 1.

a)      Escribe en el campo de entrada 2x-1 y acepta con intro.

b)      Guarda la construcción con el nombre recta3.

 

Si quieres dibujar la gráfica de una función constante, por ejemplo y = 5,  tienes que escribir en el Campo de Entrada y = 5. Si escribes sólo el número 5 el programa no entiende que se trate de una función.

 

4.- Cambia el color y otras propiedades de objetos dibujados.

a)      Dibuja la recta que pasa por (-3, -5) y por (2, 2.5)

 

Si te sitúas sobre un objeto de la Ventana Gráfica y pulsas el botón secundario del ratón puedes acceder a sus Propiedades. Abre esta ventana y curiosea el contenido de sus distintas pestañas.

 

b)      Haz que se vea el nombre y las coordenadas de los puntos. Ventana Propiedades, pestaña Básico, activar Muestra Rótulo / Nombre y Valor.

c)      Haz que se vea la expresión algebraica de la recta y cambia su color. Ventana Propiedades, pestaña Básico activar Muestra Rótulo / Valor. El color se cambia desde la pestaña Color.

d)      Guarda la construcción con el nombre recta4.