Sr Examen

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Gráfico de la función y = xsqrt((x+1)^3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            __________
           /        3 
f(x) = x*\/  (x + 1)  
$$f{\left(x \right)} = x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}}$$
f = x*sqrt((x + 1)^3)
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:
$$x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1.00000000965149$$
$$x_{2} = 0$$
$$x_{3} = -1.00000000167741$$
$$x_{4} = -1.00000000018621$$
$$x_{5} = -1.00000000478909$$
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 x*sqrt((x + 1)^3).
$$0 \sqrt{1^{3}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\frac{3 x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}}}{2 \left(x + 1\right)} + \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2}{5}$$
Signos de extremos en los puntos:
            ____ 
       -6*\/ 15  
(-2/5, ---------)
          125    


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:
$$x_{1} = - \frac{2}{5}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{2}{5}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{2}{5}\right]$$
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
$$\frac{3 \left(\frac{x}{4 \left(x + 1\right)} + 1\right) \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}}}{x + 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{4}{5}$$

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
$$\left[- \frac{4}{5}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{4}{5}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}}\right) = - \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}}\right) = \infty$$
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 x*sqrt((x + 1)^3), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la derecha
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:
$$x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = - x \sqrt{\left(1 - x\right)^{3}}$$
- No
$$x \sqrt{\left(x + 1\right)^{3}} = x \sqrt{\left(1 - x\right)^{3}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar