Sr Examen
Otras calculadoras
- Gráfico de la función implícita
- Derivadas paso a paso
- Integrales paso a paso
- Gráfico de la función paramétrica
- Gráfico en coordenadas polares
- Superficie especificada paramétricamente
- Superficie dada por la ecuación
- Curva en el espacio especificada paramétricamente
- Superficie de una figura limitada con líneas
- Puntos de cruce de las funciones
-
¿Cómo usar?
- Gráfico de la función y =:
-
x^4-x^2+2
-
(x^2-5)/(x-3)
-
(x^2-9)/(x^2-4)
-
x/(1-x^3)
- Integral de d{x}:
- (x^3+x)/(x^2-1)
-
Expresiones idénticas
- (x^ tres +x)/(x^ dos - uno)
- (x al cubo más x) dividir por (x al cuadrado menos 1)
- (x en el grado tres más x) dividir por (x en el grado dos menos uno)
- (x3+x)/(x2-1)
- x3+x/x2-1
- (x³+x)/(x²-1)
- (x en el grado 3+x)/(x en el grado 2-1)
- x^3+x/x^2-1
- (x^3+x) dividir por (x^2-1)
-
Expresiones semejantes
- (x^3-x)/(x^2-1)
- (x^3+x)/(x^2+1)
Gráfico de la función y = (x^3+x)/(x^2-1)
Solución
Ha introducido
[src]
3
x + x
f(x) = ------
2
x - 1
$$f{\left(x \right)} = \frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1}$$
f = (x^3 + x)/(x^2 - 1)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
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:
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:
Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:
Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
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
$$- \frac{2 x \left(x^{3} + x\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}} + \frac{3 x^{2} + 1}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
$$x_{2} = \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Signos de extremos en los puntos:
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:
$$x_{1} = \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \sqrt{2 + \sqrt{5}}\right] \cup \left[\sqrt{2 + \sqrt{5}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \sqrt{2 + \sqrt{5}}, \sqrt{2 + \sqrt{5}}\right]$$
$$\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0$$
(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
$$- \frac{2 x \left(x^{3} + x\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}} + \frac{3 x^{2} + 1}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
$$x_{2} = \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Signos de extremos en los puntos:
___________ 3/2
___________ / ___ / ___\
/ ___ - \/ 2 + \/ 5 - \2 + \/ 5 /
(-\/ 2 + \/ 5 , ---------------------------------)
___
1 + \/ 5 ___________ 3/2
___________ / ___ / ___\
/ ___ \/ 2 + \/ 5 + \2 + \/ 5 /
(\/ 2 + \/ 5 , -------------------------------)
___
1 + \/ 5 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:
$$x_{1} = \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \sqrt{2 + \sqrt{5}}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \sqrt{2 + \sqrt{5}}\right] \cup \left[\sqrt{2 + \sqrt{5}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \sqrt{2 + \sqrt{5}}, \sqrt{2 + \sqrt{5}}\right]$$
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
$$\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$\lim_{x \to -1^-}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to -1^+}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = -1$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
- 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
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(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
$$\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$\lim_{x \to -1^-}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to -1^+}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = -1$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{2 x \left(3 + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} - 1\right)}{x^{2} - 1} - \frac{2 \left(3 x^{2} + 1\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
- 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
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1}\right) = \infty$$
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^3 + x)/(x^2 - 1), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x \left(x^{2} - 1\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x \left(x^{2} - 1\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x$$
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x \left(x^{2} - 1\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + x}{x \left(x^{2} - 1\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x$$
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:
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = \frac{- x^{3} - x}{x^{2} - 1}$$
- No
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = - \frac{- x^{3} - x}{x^{2} - 1}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Pues, comprobamos:
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = \frac{- x^{3} - x}{x^{2} - 1}$$
- No
$$\frac{x^{3} + x}{x^{2} - 1} = - \frac{- x^{3} - x}{x^{2} - 1}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico