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(2x-5)/((5x-5)(x+0.4))

Gráfico de la función y = (2x-5)/((5x-5)(x+0.4))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
             2*x - 5      
f(x) = -------------------
       (5*x - 5)*(x + 2/5)
$$f{\left(x \right)} = \frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)}$$
f = (2*x - 5)/(((x + 2/5)*(5*x - 5)))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -0.4$$
$$x_{2} = 1$$
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:
$$\frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{5}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 2.5$$
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 - 5)/(((5*x - 5)*(x + 2/5))).
$$\frac{-5 + 0 \cdot 2}{\frac{2}{5} \left(-5 + 0 \cdot 5\right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{5}{2}$$
Punto:
(0, 5/2)
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
$$\frac{\left(3 - 10 x\right) \left(2 x - 5\right)}{\left(x + \frac{2}{5}\right)^{2} \left(5 x - 5\right)^{2}} + \frac{2}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{435}}{10}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{435}}{10} + \frac{5}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
       _____                _____             
 5   \/ 435              -\/ 435              
(- - -------, -------------------------------)
 2      10      /       _____\ /       _____\ 
                |15   \/ 435 | |29   \/ 435 | 
              5*|-- - -------|*|-- - -------| 
                \2       2   / \10      10  / 

       _____                _____             
 5   \/ 435               \/ 435              
(- + -------, -------------------------------)
 2      10      /       _____\ /       _____\ 
                |15   \/ 435 | |29   \/ 435 | 
              5*|-- + -------|*|-- + -------| 
                \2       2   / \10      10  / 


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:
$$x_{1} = \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{435}}{10}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{435}}{10} + \frac{5}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{5}{2} - \frac{\sqrt{435}}{10}, \frac{\sqrt{435}}{10} + \frac{5}{2}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{435}}{10}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{435}}{10} + \frac{5}{2}, \infty\right)$$
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
$$\frac{- 40 x + \left(2 x - 5\right) \left(\left(10 x - 3\right) \left(\frac{5}{5 x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 10 + \frac{5 \left(10 x - 3\right)}{5 x + 2} + \frac{10 x - 3}{x - 1}\right) + 12}{\left(x - 1\right)^{2} \left(5 x + 2\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{\sqrt[3]{6525}}{10} + \frac{\sqrt[3]{12615}}{10} + \frac{5}{2}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = -0.4$$
$$x_{2} = 1$$

$$\lim_{x \to -0.4^-}\left(\frac{- 40 x + \left(2 x - 5\right) \left(\left(10 x - 3\right) \left(\frac{5}{5 x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 10 + \frac{5 \left(10 x - 3\right)}{5 x + 2} + \frac{10 x - 3}{x - 1}\right) + 12}{\left(x - 1\right)^{2} \left(5 x + 2\right)^{2}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to -0.4^+}\left(\frac{- 40 x + \left(2 x - 5\right) \left(\left(10 x - 3\right) \left(\frac{5}{5 x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 10 + \frac{5 \left(10 x - 3\right)}{5 x + 2} + \frac{10 x - 3}{x - 1}\right) + 12}{\left(x - 1\right)^{2} \left(5 x + 2\right)^{2}}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = -0.4$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{- 40 x + \left(2 x - 5\right) \left(\left(10 x - 3\right) \left(\frac{5}{5 x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 10 + \frac{5 \left(10 x - 3\right)}{5 x + 2} + \frac{10 x - 3}{x - 1}\right) + 12}{\left(x - 1\right)^{2} \left(5 x + 2\right)^{2}}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{- 40 x + \left(2 x - 5\right) \left(\left(10 x - 3\right) \left(\frac{5}{5 x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 10 + \frac{5 \left(10 x - 3\right)}{5 x + 2} + \frac{10 x - 3}{x - 1}\right) + 12}{\left(x - 1\right)^{2} \left(5 x + 2\right)^{2}}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{2} = 1$$
- 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
$$\left[\frac{\sqrt[3]{6525}}{10} + \frac{\sqrt[3]{12615}}{10} + \frac{5}{2}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{\sqrt[3]{6525}}{10} + \frac{\sqrt[3]{12615}}{10} + \frac{5}{2}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -0.4$$
$$x_{2} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (2*x - 5)/(((5*x - 5)*(x + 2/5))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} \left(2 x - 5\right)}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} \left(2 x - 5\right)}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} = \frac{- 2 x - 5}{\left(\frac{2}{5} - x\right) \left(- 5 x - 5\right)}$$
- No
$$\frac{2 x - 5}{\left(x + \frac{2}{5}\right) \left(5 x - 5\right)} = - \frac{- 2 x - 5}{\left(\frac{2}{5} - x\right) \left(- 5 x - 5\right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = (2x-5)/((5x-5)(x+0.4))