Función cuadrática con valor absoluto — gráficas y número de soluciones

Función cuadrática con valor absoluto — gráficas y número de soluciones

En el artículo sobre funciones con valor absoluto una recta se convirtió en una gráfica en forma de V. Ahora aplicamos la misma idea a una parábola. El valor absoluto puede estar en dos sitios, y cada sitio cambia la gráfica de forma distinta:

y = |x² − 4x + 3| — valor absoluto de toda la expresión,

y = x² − 4|x| + 3 — valor absoluto solo en la x.

En todos los ejemplos usamos la misma parábola g(x) = x² − 4x + 3. Completando cuadrados, g(x) = (x − 2)² − 1: el vértice es (2, −1), corta al eje x en (1, 0) y (3, 0) y al eje y en (0, 3).


Índice


Valor absoluto de toda la expresión

En y = |g(x)| primero calculamos el valor de la parábola y después lo hacemos positivo. Los valores positivos se quedan igual; los negativos cambian de signo.

x01234
g(x)30−103
|g(x)|30103
Parábola discontinua y = x² − 4x + 3 y gráfica naranja y = |x² − 4x + 3|: la parte entre x = 1 y x = 3 se refleja por encima del eje x

En la gráfica significa: la parte de la parábola que está bajo el eje x se refleja hacia arriba (respecto al eje x). Entre las raíces 1 y 3 aparece un pequeño «arco» con su punto más alto en (2, 1). La gráfica de y = |g(x)| nunca baja del eje x.


Valor absoluto solo en la x

En y = x² − 4|x| + 3 la cosa cambia. Para x ≥ 0 es |x| = x, así que la expresión es la misma que g(x). Para una x negativa se obtiene el mismo valor que para el número positivo opuesto: con x = −1 y con x = 1 sale 1 − 4 + 3 = 0.

x−4−3−2−101234
y30−1030−103
Gráfica de y = x² − 4|x| + 3: dos «cuencos» iguales con mínimos en (−2, −1) y (2, −1) y un pico en (0, 3)

Cómo dibujarla: dibuja solo la mitad derecha de la parábola (x ≥ 0) y refléjala respecto al eje y. La mitad izquierda de la parábola original se descarta. El resultado es una función par: la gráfica es simétrica respecto al eje y, con dos mínimos en (−2, −1) y (2, −1) y un pico en (0, 3).

💡 Cuidado: esta gráfica sí puede bajar del eje x. El valor absoluto está solo en la x, no en todo el resultado.


Número de soluciones de f(x) = c

Las soluciones de f(x) = c son las coordenadas x de los puntos donde la gráfica corta a la recta horizontal y = c. Basta con contarlos en el dibujo.

Gráfica de y = |x² − 4x + 3| con las rectas y = 1 (tres cortes) e y = 2 (dos cortes)

Ejemplo resuelto 1

¿Cuántas soluciones tiene |x² − 4x + 3| = c según el valor de c?

cnúmero de solucionespor qué
c < 00la gráfica está entera sobre el eje x o en él
c = 02los puntos (1, 0) y (3, 0)
0 < c < 14la recta corta las dos ramas y el arco
c = 13la recta toca el arco en (2, 1)
c > 12la recta corta solo las ramas exteriores

Para c = 1 lo comprobamos con cálculo: o bien x² − 4x + 3 = 1, es decir (x − 2)² = 2 y x = 2 ± √2, o bien x² − 4x + 3 = −1, es decir (x − 2)² = 0 y x = 2. En total, tres soluciones. ✓

Ejemplo resuelto 2

¿Cuántas soluciones tiene x² − 4|x| + 3 = c?

cnúmero de soluciones
c < −10
c = −12 (x = −2 y x = 2)
−1 < c < 34
c = 33 (x = −4, x = 0 y x = 4)
c > 32

Para c = 3: con x ≥ 0 resolvemos x² − 4x + 3 = 3, es decir x(x − 4) = 0, y x = 0 o x = 4. Al reflejar aparece x = −4. El punto x = 0 está en el eje y y no se duplica. En total, tres soluciones. ✓


Cómo distinguir cuatro gráficas parecidas

De una parábola g(x) salen cuatro gráficas distintas:

ecuaciónqué le pasa a la parábolacómo reconocerla
y = g(x)nadatiene una parte bajo el eje x y no es simétrica respecto al eje y
y = |g(x)|la parte bajo el eje x se refleja hacia arribanunca está bajo el eje x
y = g(|x|)la mitad derecha se refleja hacia la izquierdasimétrica respecto al eje y, puede bajar del eje x
y = |g(|x|)|las dos cosassimétrica respecto al eje y y nunca bajo el eje x

Errores más frecuentes

  • Reflejar toda la gráfica. En |g(x)| solo se refleja la parte bajo el eje x; la parte de arriba no cambia.
  • Reflejar la mitad izquierda. En g(|x|) se conserva la mitad derecha (x ≥ 0) y se descarta la izquierda.
  • Duplicar un punto del eje y. Si una solución es x = 0, al reflejar no aparece una segunda.
  • «Si solo toca, no cuenta». Cuando la recta y = c solo toca la gráfica (en lo alto del arco), eso es una solución.

En resumen

  • y = |g(x)|: la parte de la gráfica bajo el eje x se refleja hacia arriba.
  • y = g(|x|): se dibuja la mitad derecha (x ≥ 0) y se refleja respecto al eje y.
  • Número de soluciones de f(x) = c = número de cortes de la gráfica con la recta y = c.
  • Atención a los puntos de contacto (vértice, pico en el eje y): ahí cambia el número de soluciones.

Pruébalo tú

  1. ¿Cuántas soluciones tiene |x² − 4x + 3| = 2?
  2. ¿Cuántas soluciones tiene x² − 4|x| + 3 = 0? ¿Cuáles son?
  3. ¿Cuántas soluciones tiene x² − 4|x| + 3 = −2?
Soluciones:
  1. Dos. x² − 4x + 3 = 2 da (x − 2)² = 3 y x = 2 ± √3. La ecuación x² − 4x + 3 = −2 da (x − 2)² = −1, que no tiene solución.
  2. Cuatro: x² − 4x + 3 = 0 con x ≥ 0 da x = 1 y x = 3; al reflejar aparecen x = −1 y x = −3.
  3. Ninguna. El valor más pequeño de la función es −1 (en x = ±2), así que la gráfica nunca llega a −2.

Practica

👉 Siguiente artículo: Función de proporcionalidad inversa y funciones potencia