Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = 1/3-1/sqrt(x)+(9*cos(x/16))/16

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                        /x \
                   9*cos|--|
       1     1          \16/
f(x) = - - ----- + ---------
       3     ___       16   
           \/ x             
$$f{\left(x \right)} = \left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16}$$
f = 1/3 - 1/sqrt(x) + (9*cos(x/16))/16
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 69.1813022710318$$
$$x_{2} = 132.924719398663$$
$$x_{3} = 29.4213484986753$$
$$x_{4} = 1.25087250427736$$
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 1/3 - 1/sqrt(x) + (9*cos(x/16))/16.
$$\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{0}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{0}{16} \right)}}{16}$$
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
$$- \frac{9 \sin{\left(\frac{x}{16} \right)}}{256} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 8.95361165334028$$
$$x_{2} = 100.755971673948$$
$$x_{3} = 49.6141555942294$$
Signos de extremos en los puntos:
(8.953611653340284, 0.475837882642851)

(100.755971673948, 0.79615356877213)

(49.61415559422939, -0.370670862882214)


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:
$$x_{1} = 49.6141555942294$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 8.95361165334028$$
$$x_{1} = 100.755971673948$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 8.95361165334028\right] \cup \left[49.6141555942294, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 49.6141555942294\right] \cup \left[100.755971673948, \infty\right)$$
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
$$- \frac{3 \left(3 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)} + \frac{1024}{x^{\frac{5}{2}}}\right)}{4096} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 125.694538586304$$
$$x_{2} = 26.6276014030527$$
$$x_{3} = 276.455855834609$$
$$x_{4} = 75.2871785306432$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$

$$\lim_{x \to 0^-}\left(- \frac{3 \left(3 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)} + \frac{1024}{x^{\frac{5}{2}}}\right)}{4096}\right) = \infty i$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{3 \left(3 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)} + \frac{1024}{x^{\frac{5}{2}}}\right)}{4096}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 0$$
- es el punto de flexión

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
$$\left[26.6276014030527, 75.2871785306432\right] \cup \left[125.694538586304, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 26.6276014030527\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16}\right) = \left\langle - \frac{11}{48}, \frac{43}{48}\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle - \frac{11}{48}, \frac{43}{48}\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16}\right) = \left\langle - \frac{11}{48}, \frac{43}{48}\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle - \frac{11}{48}, \frac{43}{48}\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 1/3 - 1/sqrt(x) + (9*cos(x/16))/16, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16} = \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16} + \frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{- x}}$$
- No
$$\left(\frac{1}{3} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right) + \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16} = - \frac{9 \cos{\left(\frac{x}{16} \right)}}{16} - \frac{1}{3} + \frac{1}{\sqrt{- x}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar