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$$- \frac{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}} \left(\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) \left(\frac{\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{2 \sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{2 \left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)}{8 \cos{\left(x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuaciónRaíces de esta ecuación
$$x_{1} = - 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{7}}{3} + \frac{2 \sqrt{5 - \sqrt{7}}}{3} \right)}$$
$$x_{2} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{7}}{3} + \frac{2 \sqrt{\sqrt{7} + 5}}{3} \right)}$$
$$x_{3} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{\sqrt{7}}{3} + \frac{2}{3} + \frac{2 \sqrt{5 - \sqrt{7}}}{3} \right)}$$
$$x_{4} = 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{2 \sqrt{\sqrt{7} + 5}}{3} + \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{7}}{3} \right)}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0.785398163397448$$
$$\lim_{x \to 0.785398163397448^-}\left(- \frac{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}} \left(\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) \left(\frac{\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{2 \sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{2 \left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)}{8 \cos{\left(x \right)}}\right) = - 4.85599454222816 \cdot 10^{39} \sqrt{2}$$
$$\lim_{x \to 0.785398163397448^+}\left(- \frac{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}} \left(\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) \left(\frac{\sin{\left(x \right)} + \frac{\left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{2 \sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{2 \left(\sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)}{\sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)}{8 \cos{\left(x \right)}}\right) = - 4.85599454222816 \cdot 10^{39} \sqrt{2}$$
- 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
$$\left(-\infty, 2 \operatorname{atan}{\left(- \frac{2 \sqrt{\sqrt{7} + 5}}{3} + \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{7}}{3} \right)}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[2 \operatorname{atan}{\left(\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{7}}{3} + \frac{2 \sqrt{\sqrt{7} + 5}}{3} \right)}, \infty\right)$$