Appunti di calcolo / funzioni di secondo grado

Dopo aver scritto un piccolo riepilogo sulle parabole e la corrispondenza tra grafico e termini dell'equazione, facciamo qualche considerazione sul significato di vertice.

Grafico dell'equazione 2x^2-4x-7
Grafico dell'equazione 2x^2-4x-7

Definiamo il vertice della parabola V=(p,q) e definiamo a, b, c, nella maniera "classica" i fattori che moltiplicano rispettivamente x2, x1 (cioè x), x0 (quindi c è costante): in pratica l'equazione della parabola è ax2+bx+c.

X del vertice

Appare evidente che il termine costante "alza" e "abbassa" la parabola, quindi non influisce in alcun modo nel determinare lo spostamento "orizzontale" (p, sull'asse x).

x^2+x+3
x^2+x
x^2+x-3


Lo spostamento orizzontale dipende da quanto "larga" è la parabola (più cresce a, più stretta è la parabola) e quanto "scivola" a destra o sinistra (più cresce b, più la parabola scivola a sinistra se a>0 o destra se a<0).

In che rapporto sono la crescita di a, che stringe la parabola e la fa tendere verso il centro, e b, che la trasla anche in orizzontale?
A ogni traslazione di un'unità di b corrisponde uno spostamento determinato da metà di a.

Quindi, per fare un paio di esempi:

x2+nx
Valore di n Valore di p
0 0 (passa per (0,0))
1 -1/2
2 -1
3 -3/2
1000 -500
3x2+nx
Valore di n Valore di p
0 0 (passa per (0,0))
1 -1/6
2 -1/3
6 -1
600 -100
2x2+nx
Valore di n Valore di p
0 0 (passa per (0,0))
-1 1/4
-2 1/2
-4 1
-1000 250

Dato che aumentare o diminuire a fa diminuire o aumentare l'"influenza" di b sia a sinistra sia a destra, a va raddoppiato.

La formula per ottenere p è quindi:

-b2a

Significato di Δ

Il delta (Δ) di una parabola rappresenta la "distanza" nell'asse x tra le due soluzioni, ed è dato da

b2-4ac

Come già detto precedentemente, Δ > 0 significa che la parabola interseca l'ascissa due volte ("andata" e "ritorno"); Δ = 0 significa che la parabola tange l'ascissa, e quindi la tocca una volta sola; Δ < 0 significa che la parabola non interseca l'ascissa.

Δ > 0
Δ > 0
Δ = 0
Δ = 0
Δ < 0
Δ < 0

È evidente che aumentare o diminuire a quando b=0 e c=0 non cambia minimamente il valore di Δ, perché le modifiche alla parabola non coinvolgono il vertice (0,0).

6x^2

x^2

0.2x^2


Il termine b è molto importante, perché (con a>0) fa "scivolare" la parabola in basso (e a sinistra) lungo una parabola di segno invertito.
Dal momento che b "agisce" sul discriminante lungo una parabola, il suo valore va considerato elevato al quadrato, e dal momento che fa "scendere" la parabola, ne va preso il valore negativo -b^2 (nel disegno è la parabola rossa):

b cresce nella parabola

Il termine c "alza" la parabola, quindi agisce in maniera contraria rispetto a b.

Ovviamente il termine b dipende in maniera forte dal valore di a (con b≠0, a torna ad essere importante):

b cresce nella parabola div 2
x^2 è diviso per due, quindi la parabola si allarga

Il valore di a (all'aumentare "stringe" la parabola) diminuisce l'importanza di b.

Abbiamo dunque un termine b che vale per il suo quadrato, da un lato; dall'altro abbiamo a e c che "contrastano" il valore di b per un fattore 4.

(completare)

Y del vertice

(completare)