Sr Examen

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Gráfico de la función y = 3x^3-9x^2-10x+2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          3      2           
f(x) = 3*x  - 9*x  - 10*x + 2
$$f{\left(x \right)} = \left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2$$
f = -10*x + 3*x^3 - 9*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:
$$\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 2 - \frac{\sqrt{30}}{3}$$
$$x_{3} = \frac{\sqrt{30}}{3} + 2$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.174258141649446$$
$$x_{2} = -1$$
$$x_{3} = 3.82574185835055$$
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 3*x^3 - 9*x^2 - 10*x + 2.
$$\left(\left(3 \cdot 0^{3} - 9 \cdot 0^{2}\right) - 0\right) + 2$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 2$$
Punto:
(0, 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
$$9 x^{2} - 18 x - 10 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1 - \frac{\sqrt{19}}{3}$$
$$x_{2} = 1 + \frac{\sqrt{19}}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                2                 3             
       ____         /      ____\      /      ____\         ____ 
     \/ 19          |    \/ 19 |      |    \/ 19 |    10*\/ 19  
(1 - ------, -8 - 9*|1 - ------|  + 3*|1 - ------|  + ---------)
       3            \      3   /      \      3   /        3     

                                2                 3             
       ____         /      ____\      /      ____\         ____ 
     \/ 19          |    \/ 19 |      |    \/ 19 |    10*\/ 19  
(1 + ------, -8 - 9*|1 + ------|  + 3*|1 + ------|  - ---------)
       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:
$$x_{1} = 1 + \frac{\sqrt{19}}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 1 - \frac{\sqrt{19}}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 1 - \frac{\sqrt{19}}{3}\right] \cup \left[1 + \frac{\sqrt{19}}{3}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[1 - \frac{\sqrt{19}}{3}, 1 + \frac{\sqrt{19}}{3}\right]$$
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
$$18 \left(x - 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1$$

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
$$\left[1, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 1\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2\right) = \infty$$
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 3*x^3 - 9*x^2 - 10*x + 2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2 = - 3 x^{3} - 9 x^{2} + 10 x + 2$$
- No
$$\left(- 10 x + \left(3 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) + 2 = 3 x^{3} + 9 x^{2} - 10 x - 2$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar