3.3 - Dibujo de funciones gráficas. "Ecuación de segundo grado"

 

 3.3: Dibujo de funciones matemáticas con el lápiz

🎯 Objetivo de este tutorial

Vamos a crear un programa que dibuje la gráfica de una función matemática (en concreto, una ecuación de segundo grado). Aprenderás a:

  • Usar un fondo con ejes cartesianos para referencia visual.

  • Solicitar valores al usuario mediante preguntas (preguntar y respuesta).

  • Almacenar esos valores en variables (A, B, C).

  • Recorrer el eje X de izquierda a derecha con un bucle condicional.

  • Calcular la Y correspondiente usando operadores matemáticos.

  • Dibujar punto a punto la función usando el lápiz.


🗺️ Paso 1: Preparar el escenario y el lápiz

  1. Escenario: Carga un fondo que tenga ejes de coordenadas cartesianas. Puedes encontrarlo en la biblioteca de Scratch en la categoría "Otros" (busca "xy-grid" o "coordenadas").

    • Este fondo te ayudará a visualizar los puntos (X, Y) y a comprobar que la función se dibuja correctamente.

  2. Objeto (sprite): Crea un objeto muy pequeño (un punto, una cruz o un círculo diminuto). Este será el "lápiz" que dibujará la función.

    • Puedes dibujarlo tú mismo con el editor de disfraces (tamaño pequeño, color visible).

  3. Activa la extensión Lápiz: Ve a "Añadir extensión" y selecciona el lápiz.


📊 Paso 2: Crear las variables

Necesitaremos variables para los coeficientes de la ecuación y para el control del bucle:

VariableUso
ACoeficiente del término cuadrático (x²)
BCoeficiente del término lineal (x)
CTérmino independiente
XPosición horizontal actual (se irá moviendo)
YPosición vertical calculada a partir de la función

Todas deben ser globales (accesibles desde todos los objetos).


📝 Paso 3: Solicitar los coeficientes al usuario

Usamos el bloque preguntar para pedir los valores de A, B y C. Almacenamos las respuestas en las variables correspondientes.

text
al presionar bandera
borrar  // limpia la pantalla de dibujos anteriores
subir lápiz  // para no pintar mientras nos posicionamos

preguntar [Dime el valor de A] y esperar
fijar [A] a (respuesta)

preguntar [Dime el valor de B] y esperar
fijar [B] a (respuesta)

preguntar [Dime el valor de C] y esperar
fijar [C] a (respuesta)

💡 Recuerda: La respuesta del usuario se guarda automáticamente en la variable respuesta (sensor).


🖌️ Paso 4: Posicionar el lápiz al inicio

Colocamos el lápiz en el borde izquierdo de la pantalla, listo para empezar a dibujar.

text
ir a x: (-240) y: (0)  // extremo izquierdo, centro vertical
bajar lápiz

El eje X va de -240 a 240, y el eje Y de -180 a 180. Empezamos en X = -240.


🔁 Paso 5: Bucle para recorrer el eje X

Vamos a usar un bucle repetir hasta que que vaya incrementando la X de 1 en 1 (o con decimales para más precisión) hasta llegar al extremo derecho.

text
fijar [X] a (-240)  // posición inicial
repetir hasta que <(X) > [239]>
    // aquí calcularemos la Y y moveremos el lápiz
    cambiar [X] por (1)  // o 0.5 para más resolución

Nota: Usamos 239 en lugar de 240 para asegurarnos de que el bucle se ejecute hasta el final visible.


🧮 Paso 6: Calcular el valor de Y (ecuación de segundo grado)

Dentro del bucle, calculamos la Y correspondiente a la X actual usando la fórmula:

Y = A · X² + B · X + C

En Scratch, como no hay un operador de potencia, multiplicamos X por sí mismo para obtener X².

text
fijar [Y] a (((A) * ((X) * (X))) + ((B) * (X)) + (C))

Desglose del cálculo:

  1. (X) * (X) → X²

  2. (A) * (X²) → término cuadrático

  3. (B) * (X) → término lineal

  4. Sumar todo con C.


🖊️ Paso 7: Dibujar el punto

Una vez calculada la Y, movemos el lápiz a la posición (X, Y). Como el lápiz está bajado, dejará un rastro.

text
ir a x: (X) y: (Y)

Esto dibujará un punto en la gráfica. Al repetirlo para cada valor de X, se formará la curva completa.


🧪 Paso 8: Probar el programa

  1. Presiona la bandera verde.

  2. Introduce valores, por ejemplo:

    • A = 1

    • B = 0,5

    • C = 2

  3. Observa cómo el lápiz dibuja la parábola de izquierda a derecha.

Si la Y se sale de la pantalla (más de 180 o menos de -180), el punto no se verá. Puedes ajustar la escala multiplicando la Y por un factor (por ejemplo, 0.5) para que entre mejor.


⚙️ Paso 9: Mejoras y ajustes

MejoraCómo hacerla
Más precisiónCambia el incremento de X de 1 a 0.5 o 0.2 para curvas más suaves.
Ajuste de escalaMultiplica la Y por un factor (ej: fijar Y a (resultado * 0.8)) para que la gráfica no se salga.
Múltiples funcionesPregunta al usuario qué función quiere dibujar (lineal, cuadrática, seno, etc.).
Color dinámicoCambia el color del lápiz según el valor de Y para hacer la gráfica más vistosa.
Borrar antes de dibujarUsa borrar al inicio del programa para limpiar el escenario.

📚 Resumen del tutorial 3.2

PasoAcción
1. FondoUsar un fondo con ejes cartesianos.
2. VariablesCrear A, B, C, X, Y (globales).
3. PreguntasSolicitar A, B, C al usuario y guardarlos.
4. Posicionar lápizIr a (-240, 0), subir lápiz, luego bajar.
5. BucleRepetir desde X = -240 hasta X > 239.
6. Calcular YY = A·X² + B·X + C.
7. DibujarIr a (X, Y) con el lápiz bajado.
8. ProbarVerificar con valores conocidos (ej: A=1, B=0, C=0 → parábola simple).

🧠 Ampliaciones avanzadas

  • Funciones trigonométricas: Usa seno y coseno de la categoría Operadores para dibujar ondas.

  • Dibujar varias funciones a la vez: Duplica el objeto y cambia los coeficientes.

  • Guardar la gráfica: Usa el bloque sellar para dejar una copia estática y dibujar otra encima.

  • Interactividad en tiempo real: Permite cambiar A, B o C mientras se dibuja usando controles deslizantes (variables con rango).

Con este proyecto, has combinado matemáticas, programación y gráficos en una sola actividad. ¡Perfecto para clases de ciencias o talleres de programación

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