Sr Examen

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Gráfico de la función y = cos(x)^cot(2*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          cot(2*x)   
f(x) = cos        (x)
$$f{\left(x \right)} = \cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}$$
f = cos(x)^cot(2*x)
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje X con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 36.1783104859298$$
$$x_{2} = -14.0845791396593$$
$$x_{3} = -51.7920506100739$$
$$x_{4} = 29.8961611029878$$
$$x_{5} = -7.80647576424025$$
$$x_{6} = -58.068874593333$$
$$x_{7} = -95.7787409002634$$
$$x_{8} = 80.1625278498171$$
$$x_{9} = 67.5958622856422$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando x es igual a 0:
sustituimos x = 0 en cos(x)^cot(2*x).
$$\cos^{\cot{\left(0 \cdot 2 \right)}}{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = $$
primera derivada
$$\left(\left(- 2 \cot^{2}{\left(2 x \right)} - 2\right) \log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} - \frac{\sin{\left(x \right)} \cot{\left(2 x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}\right) \cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -5.79739392936392$$
$$x_{2} = 63.3176444496115$$
$$x_{3} = -87.4788029226985$$
$$x_{4} = 19.3353472993544$$
$$x_{5} = -69.6008297567911$$
$$x_{6} = 49.779691079621$$
$$x_{7} = 68.6292470011598$$
$$x_{8} = 82.1672003711503$$
$$x_{9} = 18.3637645437231$$
$$x_{10} = 38.1849032208932$$
$$x_{11} = -82.1672003711503$$
$$x_{12} = -43.4965057724414$$
$$x_{13} = -25.618532606534$$
$$x_{14} = -12.0805792365435$$
$$x_{15} = 31.9017179137136$$
$$x_{16} = 5.79739392936392$$
$$x_{17} = 24.6469498509027$$
$$x_{18} = 88.4503856783299$$
$$x_{19} = 69.6008297567911$$
$$x_{20} = -63.3176444496115$$
$$x_{21} = 93.7619882298781$$
$$x_{22} = -24.6469498509027$$
$$x_{23} = -68.6292470011598$$
$$x_{24} = -38.1849032208932$$
$$x_{25} = 12.0805792365435$$
$$x_{26} = 44.4680885280728$$
$$x_{27} = -31.9017179137136$$
$$x_{28} = 25.618532606534$$
$$x_{29} = 100.045173537058$$
$$x_{30} = -100.045173537058$$
$$x_{31} = 62.3460616939802$$
$$x_{32} = -93.7619882298781$$
$$x_{33} = -56.0628763868006$$
$$x_{34} = -75.8840150639707$$
$$x_{35} = -19.3353472993544$$
$$x_{36} = 56.0628763868006$$
$$x_{37} = -62.3460616939802$$
$$x_{38} = -49.779691079621$$
$$x_{39} = -18.3637645437231$$
$$x_{40} = 75.8840150639707$$
Signos de extremos en los puntos:
(-5.797393929363924, 0.919454783241477)

(63.31764444961153, 0.919454783241477)

(-87.47880292269855, 0.919454783241476)

(19.33534729935442, 0.919454783241477)

(-69.60082975679111, 1.08760106339821)

(49.77969107962103, 1.08760106339821)

(68.62924700115978, 1.08760106339821)

(82.16720037115029, 0.919454783241477)

(18.363764543723097, 1.08760106339821)

(38.18490322089318, 0.919454783241477)

(-82.16720037115029, 1.08760106339821)

(-43.496505772441445, 0.919454783241476)

(-25.618532606534007, 1.08760106339821)

(-12.08057923654351, 0.919454783241477)

(31.901717913713597, 0.919454783241477)

(5.797393929363924, 1.08760106339821)

(24.646949850902683, 1.08760106339821)

(88.45038567832988, 0.919454783241476)

(69.60082975679111, 0.919454783241476)

(-63.31764444961153, 1.08760106339821)

(93.76198822987813, 1.08760106339821)

(-24.646949850902683, 0.919454783241477)

(-68.62924700115978, 0.919454783241476)

(-38.18490322089318, 1.08760106339821)

(12.08057923654351, 1.08760106339821)

(44.46808852807277, 0.919454783241477)

(-31.901717913713597, 1.08760106339821)

(25.618532606534007, 0.919454783241477)

(100.04517353705772, 1.08760106339821)

(-100.04517353705772, 0.919454783241477)

(62.346061693980204, 1.08760106339821)

(-93.76198822987813, 0.919454783241476)

(-56.06287638680062, 0.919454783241476)

(-75.8840150639707, 1.08760106339821)

(-19.33534729935442, 1.08760106339821)

(56.06287638680062, 1.08760106339821)

(-62.346061693980204, 0.919454783241476)

(-49.77969107962103, 0.919454783241476)

(-18.363764543723097, 0.919454783241477)

(75.8840150639707, 0.919454783241477)


Intervalos de crecimiento y decrecimiento de la función:
Hallemos los intervalos donde la función crece y decrece y también los puntos mínimos y máximos de la función, para lo cual miramos cómo se comporta la función en los extremos con desviación mínima del extremo:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = -5.79739392936392$$
$$x_{2} = 63.3176444496115$$
$$x_{3} = -87.4788029226985$$
$$x_{4} = 19.3353472993544$$
$$x_{5} = 82.1672003711503$$
$$x_{6} = 38.1849032208932$$
$$x_{7} = -43.4965057724414$$
$$x_{8} = -12.0805792365435$$
$$x_{9} = 31.9017179137136$$
$$x_{10} = 88.4503856783299$$
$$x_{11} = 69.6008297567911$$
$$x_{12} = -24.6469498509027$$
$$x_{13} = -68.6292470011598$$
$$x_{14} = 44.4680885280728$$
$$x_{15} = 25.618532606534$$
$$x_{16} = -100.045173537058$$
$$x_{17} = -93.7619882298781$$
$$x_{18} = -56.0628763868006$$
$$x_{19} = -62.3460616939802$$
$$x_{20} = -49.779691079621$$
$$x_{21} = -18.3637645437231$$
$$x_{22} = 75.8840150639707$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{22} = -69.6008297567911$$
$$x_{22} = 49.779691079621$$
$$x_{22} = 68.6292470011598$$
$$x_{22} = 18.3637645437231$$
$$x_{22} = -82.1672003711503$$
$$x_{22} = -25.618532606534$$
$$x_{22} = 5.79739392936392$$
$$x_{22} = 24.6469498509027$$
$$x_{22} = -63.3176444496115$$
$$x_{22} = 93.7619882298781$$
$$x_{22} = -38.1849032208932$$
$$x_{22} = 12.0805792365435$$
$$x_{22} = -31.9017179137136$$
$$x_{22} = 100.045173537058$$
$$x_{22} = 62.3460616939802$$
$$x_{22} = -75.8840150639707$$
$$x_{22} = -19.3353472993544$$
$$x_{22} = 56.0628763868006$$
Decrece en los intervalos
$$\left[88.4503856783299, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -100.045173537058\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty} \cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty} \cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función cos(x)^cot(2*x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}}{x}\right)$$
Paridad e imparidad de la función
Comprobemos si la función es par o impar mediante las relaciones f = f(-x) и f = -f(-x).
Pues, comprobamos:
$$\cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)} = \cos^{- \cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}$$
- No
$$\cos^{\cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)} = - \cos^{- \cot{\left(2 x \right)}}{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar