Sr Examen

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Gráfico de la función y = -sqrt(-1+2*x^2+4*log(x))/2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           ______________________ 
          /         2             
       -\/  -1 + 2*x  + 4*log(x)  
f(x) = ---------------------------
                    2             
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2}$$
f = (-sqrt(2*x^2 - 1 + 4*log(x)))/2
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:
$$\frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = e^{\frac{1}{4} - \frac{W\left(e^{\frac{1}{2}}\right)}{2}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.875356274988504$$
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 (-sqrt(-1 + 2*x^2 + 4*log(x)))/2.
$$\frac{\left(-1\right) \sqrt{4 \log{\left(0 \right)} + \left(-1 + 2 \cdot 0^{2}\right)}}{2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$- \frac{2 x + \frac{2}{x}}{2 \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(la segunda derivada es igual a cero),
las raíces de la ecuación obtenida serán los puntos de flexión para el gráfico de la función indicado:
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{\frac{2 \left(x + \frac{1}{x}\right)^{2}}{2 x^{2} + 4 \log{\left(x \right)} - 1} - 1 + \frac{1}{x^{2}}}{\sqrt{2 x^{2} + 4 \log{\left(x \right)} - 1}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 52597.8830302247$$
$$x_{2} = 30055.5762485188$$
$$x_{3} = 24345.5150811224$$
$$x_{4} = 42510.256561862$$
$$x_{5} = 57056.4072270336$$
$$x_{6} = 6.0832899243781$$
$$x_{7} = 20911.3312485737$$
$$x_{8} = 28915.7879677748$$
$$x_{9} = 59280.5534843503$$
$$x_{10} = 25489.5225571033$$
$$x_{11} = 26632.6704192531$$
$$x_{12} = 31194.1159768772$$
$$x_{13} = 35735.4924951091$$
$$x_{14} = 39128.2754906922$$
$$x_{15} = 48124.6501705116$$
$$x_{16} = 37998.5779561109$$
$$x_{17} = 22055.9887340749$$
$$x_{18} = 27774.7954653236$$
$$x_{19} = 40256.771950264$$
$$x_{20} = 43635.293707647$$
$$x_{21} = 32331.3826236227$$
$$x_{22} = 50363.1900969763$$
$$x_{23} = 36867.6570731083$$
$$x_{24} = 23200.8873211997$$
$$x_{25} = 54828.9012711554$$
$$x_{26} = 60391.4118023444$$
$$x_{27} = 41384.0908729629$$
$$x_{28} = 53713.8411041117$$
$$x_{29} = 55943.0835208694$$
$$x_{30} = 33467.3660655742$$
$$x_{31} = 49244.4121570617$$
$$x_{32} = 58168.8911570847$$
$$x_{33} = 45882.081435265$$
$$x_{34} = 44759.227104232$$
$$x_{35} = 47003.8811149341$$
$$x_{36} = 51481.0064386931$$
$$x_{37} = 34602.0666810928$$

Intervalos de convexidad y concavidad:
Hallemos los intervales donde la función es convexa o cóncava, para eso veamos cómo se comporta la función en los puntos de flexiones:
Cóncava en los intervalos
$$\left[49244.4121570617, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[6.0832899243781, 20911.3312485737\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la derecha
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (-sqrt(-1 + 2*x^2 + 4*log(x)))/2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \frac{\sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2 x}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = \frac{\sqrt{2} x}{2}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \frac{\sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2 x}\right) = - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = - \frac{\sqrt{2} x}{2}$$
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:
$$\frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2} = - \frac{\sqrt{2 x^{2} + 4 \log{\left(- x \right)} - 1}}{2}$$
- No
$$\frac{\left(-1\right) \sqrt{\left(2 x^{2} - 1\right) + 4 \log{\left(x \right)}}}{2} = \frac{\sqrt{2 x^{2} + 4 \log{\left(- x \right)} - 1}}{2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar