Sr Examen

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Gráfico de la función y = 2000*(109/100)^(20-x)-(109/100)^(20-x)*(9000+2000*x)*log(109/100)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                 20 - x        20 - x                         
            /109\         /109\                          /109\
f(x) = 2000*|---|       - |---|      *(9000 + 2000*x)*log|---|
            \100/         \100/                          \100/
$$f{\left(x \right)} = 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}$$
f = 2000*(109/100)^(20 - x) - (109/100)^(20 - x)*(2000*x + 9000)*log(109/100)
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:
$$2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{2 - \log{\left(\frac{2171893279442309389}{1000000000000000000} \right)}}{2 \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 7.10393052516565$$
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 2000*(109/100)^(20 - x) - (109/100)^(20 - x)*(9000 + 2000*x)*log(109/100).
$$- \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - 0} \left(0 \cdot 2000 + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} + 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - 0}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{56044107677782919374398655242916531006801}{5000000000000000000000000000000000000} - \frac{504396969100046274369587897186248779061209 \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}{10000000000000000000000000000000000000}$$
Punto:
(0, 56044107677782919374398655242916531006801/5000000000000000000000000000000000000 - 504396969100046274369587897186248779061209*log(109/100)/10000000000000000000000000000000000000)
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
$$- 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \log{\left(\frac{109}{100} \right)} + \left(\left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} - 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x}\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{-4 + \log{\left(\frac{2171893279442309389}{1000000000000000000} \right)}}{2 \log{\left(\frac{100}{109} \right)}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                       /2171893279442309389\                     /2171893279442309389\                                                        
                                               -4 + log|-------------------|             -4 + log|-------------------|                                                        
                                                       \1000000000000000000/                     \1000000000000000000/                                                        
                                          20 - -----------------------------        20 - -----------------------------                                                        
                                                              /100\                                     /100\                                                                 
         /2171893279442309389\                           2*log|---|                                2*log|---|          /            /        /2171893279442309389\\\          
 -4 + log|-------------------|                                \109/                                     \109/          |       1000*|-4 + log|-------------------|||          
         \1000000000000000000/       /109\                                     /109\                                   |            \        \1000000000000000000//|    /109\ 
(-----------------------------, 2000*|---|                                   - |---|                                  *|9000 + ------------------------------------|*log|---|)
                /100\                \100/                                     \100/                                   |                        /100\              |    \100/ 
           2*log|---|                                                                                                  |                     log|---|              |          
                \109/                                                                                                  \                        \109/              /          


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:
$$x_{1} = \frac{-4 + \log{\left(\frac{2171893279442309389}{1000000000000000000} \right)}}{2 \log{\left(\frac{100}{109} \right)}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{-4 + \log{\left(\frac{2171893279442309389}{1000000000000000000} \right)}}{2 \log{\left(\frac{100}{109} \right)}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{-4 + \log{\left(\frac{2171893279442309389}{1000000000000000000} \right)}}{2 \log{\left(\frac{100}{109} \right)}}\right]$$
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
$$\frac{56044107677782919374398655242916531006801 \left(\frac{109}{100}\right)^{- x} \left(- \left(2 x + 9\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} + 6\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}^{2}}{10000000000000000000000000000000000000} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3 \left(2 - \log{\left(\frac{1295029}{1000000} \right)}\right)}{2 \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}$$

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
$$\left(-\infty, \frac{3 \left(2 - \log{\left(\frac{1295029}{1000000} \right)}\right)}{2 \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[\frac{3 \left(2 - \log{\left(\frac{1295029}{1000000} \right)}\right)}{2 \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}\right) = 0$$
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 2000*(109/100)^(20 - x) - (109/100)^(20 - x)*(9000 + 2000*x)*log(109/100), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} = - \left(\frac{109}{100}\right)^{x + 20} \left(9000 - 2000 x\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} + 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{x + 20}$$
- No
$$2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} - \left(\frac{109}{100}\right)^{20 - x} \left(2000 x + 9000\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} = \left(\frac{109}{100}\right)^{x + 20} \left(9000 - 2000 x\right) \log{\left(\frac{109}{100} \right)} - 2000 \left(\frac{109}{100}\right)^{x + 20}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar