Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp((exp)^2)*sqrt(2*x)-exp((exp)^2)*sqrt(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        /    2\            /    2\      
        |/ x\ |            |/ x\ |      
        \\e / /   _____    \\e / /   ___
f(x) = e       *\/ 2*x  - e       *\/ x 
$$f{\left(x \right)} = - \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}$$
f = -sqrt(x)*exp(exp(x)^2) + sqrt(2*x)*exp(exp(x)^2)
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:
$$- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
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 exp(exp(x)^2)*sqrt(2*x) - exp(exp(x)^2)*sqrt(x).
$$\sqrt{0 \cdot 2} e^{\left(e^{0}\right)^{2}} - \sqrt{0} e^{\left(e^{0}\right)^{2}}$$
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
$$- 2 \sqrt{x} e^{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + 2 \sqrt{2} \sqrt{x} e^{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} - \frac{e^{\left(e^{x}\right)^{2}}}{2 \sqrt{x}} + \frac{\sqrt{2} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}}{2 \sqrt{x}} = 0$$
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
$$\left(- 4 \sqrt{x} e^{4 x} + 4 \sqrt{2} \sqrt{x} e^{4 x} - 4 \sqrt{x} e^{2 x} + 4 \sqrt{2} \sqrt{x} e^{2 x} - \frac{2 e^{2 x}}{\sqrt{x}} + \frac{2 \sqrt{2} e^{2 x}}{\sqrt{x}} - \frac{\sqrt{2}}{4 x^{\frac{3}{2}}} + \frac{1}{4 x^{\frac{3}{2}}}\right) e^{\left(e^{x}\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -1.87650640439178$$

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:
No tiene corvaduras en todo el eje numérico
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}\right) = \infty \operatorname{sign}{\left(- i + \sqrt{2} i \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \infty \operatorname{sign}{\left(- i + \sqrt{2} i \right)}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}\right) = \infty$$
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 exp(exp(x)^2)*sqrt(2*x) - exp(exp(x)^2)*sqrt(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} = - \sqrt{- x} e^{e^{- 2 x}} + \sqrt{2} \sqrt{- x} e^{e^{- 2 x}}$$
- No
$$- \sqrt{x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} + \sqrt{2 x} e^{\left(e^{x}\right)^{2}} = - \sqrt{2} \sqrt{- x} e^{e^{- 2 x}} + \sqrt{- x} e^{e^{- 2 x}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar