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$$\frac{- \frac{4 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{12 e^{\frac{3}{x}}}{x^{2} \left(x^{2} + 1\right) \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)} + \frac{3 \left(2 \operatorname{acot}{\left(x \right)} - \pi\right) \left(2 + \frac{3}{x} - \frac{6 e^{\frac{3}{x}}}{x \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}\right) e^{\frac{3}{x}}}{x^{3} \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}}{e^{\frac{3}{x}} - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuaciónRaíces de esta ecuación
$$x_{1} = 37429.0773942117$$
$$x_{2} = -18522.0565564586$$
$$x_{3} = 36581.5452050249$$
$$x_{4} = -17674.7447839018$$
$$x_{5} = -21064.1318855708$$
$$x_{6} = -34623.686530182$$
$$x_{7} = -33776.1649186431$$
$$x_{8} = 39124.151182341$$
$$x_{9} = 33191.4534525194$$
$$x_{10} = 17090.2992854324$$
$$x_{11} = 38276.6127897783$$
$$x_{12} = -36318.7412650047$$
$$x_{13} = 20479.5772008144$$
$$x_{14} = -32081.1347194185$$
$$x_{15} = -20216.753016016$$
$$x_{16} = 32343.9412284381$$
$$x_{17} = -29538.6275514594$$
$$x_{18} = 22174.3478818715$$
$$x_{19} = -40556.4340770797$$
$$x_{20} = -15133.0037218362$$
$$x_{21} = -19369.3936874635$$
$$x_{22} = -24453.8024374146$$
$$x_{23} = -27843.6535749603$$
$$x_{24} = 19632.220485047$$
$$x_{25} = 21326.9537648488$$
$$x_{26} = -42251.5295669404$$
$$x_{27} = -14285.840421236$$
$$x_{28} = -23606.3648535057$$
$$x_{29} = 15395.8507811762$$
$$x_{30} = -35471.2120701907$$
$$x_{31} = 17937.577971298$$
$$x_{32} = 28953.946552403$$
$$x_{33} = 26411.5221966788$$
$$x_{34} = -37166.2738658005$$
$$x_{35} = -15980.2132729179$$
$$x_{36} = 34038.9702841184$$
$$x_{37} = 14548.6938133715$$
$$x_{38} = -21911.5280472071$$
$$x_{39} = 27258.9888761391$$
$$x_{40} = 23869.1812365803$$
$$x_{41} = -39708.8899330498$$
$$x_{42} = 28106.4639074487$$
$$x_{43} = 30648.9321412027$$
$$x_{44} = -38013.8096458402$$
$$x_{45} = 31496.4339860572$$
$$x_{46} = 42514.3311218503$$
$$x_{47} = 34886.4913856106$$
$$x_{48} = 23021.7575973606$$
$$x_{49} = -22758.9395843367$$
$$x_{50} = 40819.2362082713$$
$$x_{51} = -28691.1371213165$$
$$x_{52} = -26148.7097926505$$
$$x_{53} = 35734.0164515708$$
$$x_{54} = -26996.177556421$$
$$x_{55} = 24716.6173562488$$
$$x_{56} = -38861.3483980743$$
$$x_{57} = 41666.7825048682$$
$$x_{58} = -16827.4621606954$$
$$x_{59} = 18784.8863312231$$
$$x_{60} = -41403.9806706372$$
$$x_{61} = 16243.0549730647$$
$$x_{62} = 39971.6923803587$$
$$x_{63} = -31233.6268344841$$
$$x_{64} = 25564.0647058899$$
$$x_{65} = -32928.6475372597$$
$$x_{66} = -25301.2511073119$$
$$x_{67} = 29801.4361573035$$
$$x_{68} = -30386.1242927858$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{- \frac{4 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{12 e^{\frac{3}{x}}}{x^{2} \left(x^{2} + 1\right) \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)} + \frac{3 \left(2 \operatorname{acot}{\left(x \right)} - \pi\right) \left(2 + \frac{3}{x} - \frac{6 e^{\frac{3}{x}}}{x \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}\right) e^{\frac{3}{x}}}{x^{3} \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}}{e^{\frac{3}{x}} - 1}\right) = 0$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{- \frac{4 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{12 e^{\frac{3}{x}}}{x^{2} \left(x^{2} + 1\right) \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)} + \frac{3 \left(2 \operatorname{acot}{\left(x \right)} - \pi\right) \left(2 + \frac{3}{x} - \frac{6 e^{\frac{3}{x}}}{x \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}\right) e^{\frac{3}{x}}}{x^{3} \left(e^{\frac{3}{x}} - 1\right)}}{e^{\frac{3}{x}} - 1}\right) = 0$$
- los límites son iguales, es decir omitimos el punto correspondiente
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
$$\left[38276.6127897783, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -40556.4340770797\right]$$