Sr Examen

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Gráfico de la función y = tan(log(x^2+2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /   / 2    \\
f(x) = tan\log\x  + 2//
$$f{\left(x \right)} = \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}$$
f = tan(log(x^2 + 2))
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:
$$\tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 4.59790089418849$$
$$x_{2} = -23.0974382892295$$
$$x_{3} = 23.0974382892295$$
$$x_{4} = 111.308794836332$$
$$x_{5} = -111.308794836332$$
$$x_{6} = -4.59790089418849$$
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 tan(log(x^2 + 2)).
$$\tan{\left(\log{\left(0^{2} + 2 \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tan{\left(\log{\left(2 \right)} \right)}$$
Punto:
(0, tan(log(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
$$\frac{2 x \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} + 1\right)}{x^{2} + 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, tan(log(2)))


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:
$$x_{1} = 0$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
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
$$\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} + 1\right) \left(\frac{4 x^{2} \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}}{x^{2} + 2} - \frac{2 x^{2}}{x^{2} + 2} + 1\right)}{x^{2} + 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -26.1087866670898$$
$$x_{2} = 125.813452733477$$
$$x_{3} = 5.20119383185149$$
$$x_{4} = 26.1087866670898$$
$$x_{5} = -5.20119383185149$$
$$x_{6} = -125.813452733477$$

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
$$\left[26.1087866670898, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[-5.20119383185149, 5.20119383185149\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty} \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función tan(log(x^2 + 2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} = \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}$$
- Sí
$$\tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)} = - \tan{\left(\log{\left(x^{2} + 2 \right)} \right)}$$
- No
es decir, función
es
par