Sr Examen

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Gráfico de la función y = (2^x*6^(x+1)+4^x*3^(x+1))/(2^(x+1)*6^x+4^(x+1)*3^x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        x  x + 1    x  x + 1
       2 *6      + 4 *3     
f(x) = ---------------------
        x + 1  x    x + 1  x
       2     *6  + 4     *3 
$$f{\left(x \right)} = \frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}}$$
f = (2^x*6^(x + 1) + 3^(x + 1)*4^x)/(2^(x + 1)*6^x + 3^x*4^(x + 1))
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:
$$\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 (2^x*6^(x + 1) + 4^x*3^(x + 1))/(2^(x + 1)*6^x + 4^(x + 1)*3^x).
$$\frac{3^{1} \cdot 4^{0} + 2^{0} \cdot 6^{1}}{2^{1} \cdot 6^{0} + 3^{0} \cdot 4^{1}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{3}{2}$$
Punto:
(0, 3/2)
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
$$\frac{\left(2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}\right) \left(- 2^{x + 1} \cdot 6^{x} \log{\left(6 \right)} - 2^{x + 1} \cdot 6^{x} \log{\left(2 \right)} - 3^{x} 4^{x + 1} \log{\left(4 \right)} - 3^{x} 4^{x + 1} \log{\left(3 \right)}\right)}{\left(2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}\right)^{2}} + \frac{2^{x} 6^{x + 1} \log{\left(2 \right)} + 2^{x} 6^{x + 1} \log{\left(6 \right)} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x} \log{\left(3 \right)} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x} \log{\left(4 \right)}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}} = 0$$
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
$$- \frac{\left(\log{\left(2 \right)} + \log{\left(6 \right)} + 2 \log{\left(3 \right)} + 2 \log{\left(4 \right)}\right) \left(\log{\left(3 \right)} + 2 \log{\left(2 \right)} + \log{\left(4 \right)} + 2 \log{\left(6 \right)}\right)}{3} - \log{\left(3 \right)} \log{\left(4 \right)} - \frac{\log{\left(4 \right)}^{2}}{2} - \frac{\log{\left(3 \right)}^{2}}{2} + \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{2} + \log{\left(2 \right)} \log{\left(6 \right)} + \frac{\log{\left(6 \right)}^{2}}{2} + \frac{\left(\log{\left(2 \right)} + \log{\left(6 \right)} + 2 \log{\left(3 \right)} + 2 \log{\left(4 \right)}\right)^{2}}{3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}}\right) = \frac{3}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{3}{2}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}}\right) = \frac{3}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \frac{3}{2}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (2^x*6^(x + 1) + 4^x*3^(x + 1))/(2^(x + 1)*6^x + 4^(x + 1)*3^x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{x \left(2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{x \left(2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}} = \frac{3^{1 - x} 4^{- x} + 2^{- x} 6^{1 - x}}{2^{1 - x} 6^{- x} + 3^{- x} 4^{1 - x}}$$
- No
$$\frac{2^{x} 6^{x + 1} + 3^{x + 1} \cdot 4^{x}}{2^{x + 1} \cdot 6^{x} + 3^{x} 4^{x + 1}} = - \frac{3^{1 - x} 4^{- x} + 2^{- x} 6^{1 - x}}{2^{1 - x} 6^{- x} + 3^{- x} 4^{1 - x}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar