Sr Examen

Gráfico de la función y = log(sin(x))*sin(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 26.703537754537$$
$$x_{2} = -92.6769830516992$$
$$x_{3} = 50.2654824574367$$
$$x_{4} = 6.28318530717959$$
$$x_{5} = -37.6991118430775$$
$$x_{6} = -17.2787598058454$$
$$x_{7} = -98.960168748018$$
$$x_{8} = 26.7035373488664$$
$$x_{9} = 64.4026493087279$$
$$x_{10} = 20.4203521497632$$
$$x_{11} = 70.6858345039186$$
$$x_{12} = -28.2743338823081$$
$$x_{13} = 32.9867226589597$$
$$x_{14} = 89.5353908510716$$
$$x_{15} = -61.2610573422182$$
$$x_{16} = -59.6902604182061$$
$$x_{17} = 76.9690198006843$$
$$x_{18} = 89.5353907650194$$
$$x_{19} = -4.71238876279253$$
$$x_{20} = -81.6814089933346$$
$$x_{21} = -87.9645943005142$$
$$x_{22} = 45.5530935231968$$
$$x_{23} = 28.2743338823081$$
$$x_{24} = 94.2477796076938$$
$$x_{25} = -86.3937977675751$$
$$x_{26} = 14.1371671044412$$
$$x_{27} = 58.1194645176037$$
$$x_{28} = 95.8185760588986$$
$$x_{29} = 15.707963267949$$
$$x_{30} = -73.827427280041$$
$$x_{31} = -23.5619450089678$$
$$x_{32} = -65.9734457253857$$
$$x_{33} = 59.6902604182061$$
$$x_{34} = 39.2699083790696$$
$$x_{35} = -42.411500612401$$
$$x_{36} = -43.9822971502571$$
$$x_{37} = -29.8451300963772$$
$$x_{38} = 100.530964914873$$
$$x_{39} = 72.2566310325652$$
$$x_{40} = 83.252205518674$$
$$x_{41} = -80.1106125795969$$
$$x_{42} = -15.707963267949$$
$$x_{43} = 12.5663706143592$$
$$x_{44} = -31.4159265358979$$
$$x_{45} = 83.2522051984916$$
$$x_{46} = 65.9734457253857$$
$$x_{47} = 56.5486677646163$$
$$x_{48} = -48.6946859064876$$
$$x_{49} = -21.9911485751286$$
$$x_{50} = -67.5442421674748$$
$$x_{51} = -17.2787597985022$$
$$x_{52} = -75.398223686155$$
$$x_{53} = 1.5707965424425$$
$$x_{54} = 51.8362788998966$$
$$x_{55} = -10.9955744802222$$
$$x_{56} = 21.9911485751286$$
$$x_{57} = 7.85398174051698$$
$$x_{58} = -54.9778716161914$$
$$x_{59} = -61.2610569601929$$
$$x_{60} = -72.2566310325652$$
$$x_{61} = -36.1283154192906$$
$$x_{62} = 43.9822971502571$$
$$x_{63} = 45.5530936969395$$
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 log(sin(x))*sin(x).
$$\log{\left(\sin{\left(0 \right)} \right)} \sin{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
$$x_{2} = \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{3} = \pi - \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}$$
$$x_{4} = \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}$$
Signos de extremos en los puntos:
 pi    
(--, 0)
 2     

 3*pi        
(----, -pi*I)
  2          

          / -1\    -1 
(pi - asin\e  /, -e  )

     / -1\    -1 
(asin\e  /, -e  )


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:
$$x_{1} = \frac{3 \pi}{2}$$
$$x_{2} = \pi - \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}$$
$$x_{3} = \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{3} = \frac{\pi}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{3 \pi}{2}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}\right] \cup \left[\frac{\pi}{2}, \pi - \operatorname{asin}{\left(e^{-1} \right)}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(sin(x))*sin(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)} = - \log{\left(- \sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}$$
- No
$$\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)} = \log{\left(- \sin{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar