Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = cos(4)*(x-tan(2))*(x-tan(3))*(cot(4)-x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = cos(4)*(x - tan(2))*(x - tan(3))*(cot(4) - x)
f(x)=(xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4))f{\left(x \right)} = \left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right)
f = (((x - tan(2))*cos(4))*(x - tan(3)))*(-x + cot(4))
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:
(xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4))=0\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=tan(2)x_{1} = \tan{\left(2 \right)}
x2=tan(3)x_{2} = \tan{\left(3 \right)}
x3=cot(4)x_{3} = \cot{\left(4 \right)}
Solución numérica
x1=2.18503986326152x_{1} = -2.18503986326152
x2=0.863691154450617x_{2} = 0.863691154450617
x3=0.142546543074278x_{3} = -0.142546543074278
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 ((cos(4)*(x - tan(2)))*(x - tan(3)))*(cot(4) - x).
cos(4)(tan(2))(tan(3))(0+cot(4))\cos{\left(4 \right)} \left(- \tan{\left(2 \right)}\right) \left(- \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- 0 + \cot{\left(4 \right)}\right)
Resultado:
f(0)=cos(4)tan(2)tan(3)cot(4)f{\left(0 \right)} = \cos{\left(4 \right)} \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)}
Punto:
(0, cos(4)*cot(4)*tan(2)*tan(3))
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
(x+cot(4))((xtan(2))cos(4)+(xtan(3))cos(4))(xtan(2))(xtan(3))cos(4)=0\left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) \left(\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} + \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)}\right) - \left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3+tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3x_{1} = - \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3} + \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}
x2=tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3+tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3x_{2} = \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3} + \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3}
Signos de extremos en los puntos:
      _____________________________________________________________________________                             /                _____________________________________________________________________________                  \ /                _____________________________________________________________________________                  \ /                       _____________________________________________________________________________           \        
     /    2         2         2                                                                                 |               /    2         2         2                                                                      | |               /    2         2         2                                                                      | |                      /    2         2         2                                                               |        
   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(2)   tan(3)  |  2*tan(2)   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(3)| |  2*tan(3)   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(2)| |  tan(2)   tan(3)   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    2*cot(4)|        
(- -------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------ + ------, |- -------- - -------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------|*|- -------- - -------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------|*|- ------ - ------ + -------------------------------------------------------------------------------- + --------|*cos(4))
                                          3                                             3        3        3     \     3                                              3                                             3        3   / \     3                                              3                                             3        3   / \    3        3                                             3                                              3    /        

    _____________________________________________________________________________                             /                _____________________________________________________________________________                  \ /                _____________________________________________________________________________                  \ /     _____________________________________________________________________________                             \        
   /    2         2         2                                                                                 |               /    2         2         2                                                                      | |               /    2         2         2                                                                      | |    /    2         2         2                                                                                 |        
 \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(2)   tan(3)  |  2*tan(2)   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(3)| |  2*tan(3)   \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    cot(4)   tan(2)| |  \/  cot (4) + tan (2) + tan (3) - cot(4)*tan(2) - cot(4)*tan(3) - tan(2)*tan(3)    tan(2)   tan(3)   2*cot(4)|        
(-------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------ + ------, |- -------- + -------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------|*|- -------- + -------------------------------------------------------------------------------- + ------ + ------|*|- -------------------------------------------------------------------------------- - ------ - ------ + --------|*cos(4))
                                        3                                             3        3        3     \     3                                              3                                             3        3   / \     3                                              3                                             3        3   / \                                         3                                             3        3         3    /        


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:
x1=tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3+tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3x_{1} = \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3} + \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3}
Puntos máximos de la función:
x1=tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3+tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3x_{1} = - \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3} + \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}
Decrece en los intervalos
(,tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3+tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3][tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3+tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3,)\left(-\infty, - \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3} + \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}\right] \cup \left[\frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3} + \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3}, \infty\right)
Crece en los intervalos
[tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3+tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3,tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3+tan(2)tan(3)+tan2(3)tan(3)cot(4)+cot2(4)tan(2)cot(4)+tan2(2)3]\left[- \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3} + \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}, \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3} + \frac{\sqrt{- \tan{\left(2 \right)} \tan{\left(3 \right)} + \tan^{2}{\left(3 \right)} - \tan{\left(3 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \cot^{2}{\left(4 \right)} - \tan{\left(2 \right)} \cot{\left(4 \right)} + \tan^{2}{\left(2 \right)}}}{3}\right]
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
2(3xcot(4)tan(3)tan(2))cos(4)=0- 2 \left(3 x - \cot{\left(4 \right)} - \tan{\left(3 \right)} - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3x_{1} = \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}

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
[tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3,)\left[\frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,tan(2)3+tan(3)3+cot(4)3]\left(-\infty, \frac{\tan{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\tan{\left(3 \right)}}{3} + \frac{\cot{\left(4 \right)}}{3}\right]
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx((xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4)))=\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right)\right) = -\infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
limx((xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4)))=\lim_{x \to \infty}\left(\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right)\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 ((cos(4)*(x - tan(2)))*(x - tan(3)))*(cot(4) - x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx((x+cot(4))(xtan(2))(xtan(3))cos(4)x)=\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) \left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)}}{x}\right) = \infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
limx((x+cot(4))(xtan(2))(xtan(3))cos(4)x)=\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) \left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)}}{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:
(xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4))=(xtan(2))(xtan(3))(x+cot(4))cos(4)\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) = \left(- x - \tan{\left(2 \right)}\right) \left(- x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(x + \cot{\left(4 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)}
- No
(xtan(2))cos(4)(xtan(3))(x+cot(4))=(xtan(2))(xtan(3))(x+cot(4))cos(4)\left(x - \tan{\left(2 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)} \left(x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(- x + \cot{\left(4 \right)}\right) = - \left(- x - \tan{\left(2 \right)}\right) \left(- x - \tan{\left(3 \right)}\right) \left(x + \cot{\left(4 \right)}\right) \cos{\left(4 \right)}
- No
es decir, función
no es
par ni impar