Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt(1-x^2+exp(2*x))-exp(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          _______________     
         /      2    2*x     x
f(x) = \/  1 - x  + e     - e 
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x}$$
f = sqrt(1 - x^2 + exp(2*x)) - exp(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:
$$\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = 66$$
$$x_{2} = 34.3002924947534$$
$$x_{3} = 94$$
$$x_{4} = 1$$
$$x_{5} = 98$$
$$x_{6} = 35.8767460006964$$
$$x_{7} = 46$$
$$x_{8} = 35.6075249447172$$
$$x_{9} = 64$$
$$x_{10} = 50$$
$$x_{11} = 36$$
$$x_{12} = 86$$
$$x_{13} = 100$$
$$x_{14} = 90$$
$$x_{15} = 52$$
$$x_{16} = 96$$
$$x_{17} = 34.4624028637603$$
$$x_{18} = 62$$
$$x_{19} = 54$$
$$x_{20} = 68$$
$$x_{21} = 44$$
$$x_{22} = 74$$
$$x_{23} = 58.25$$
$$x_{24} = 76$$
$$x_{25} = 33.7222783403398$$
$$x_{26} = 40$$
$$x_{27} = 34.3222981643428$$
$$x_{28} = 84.125$$
$$x_{29} = 82$$
$$x_{30} = 34.3954760005194$$
$$x_{31} = 38.25$$
$$x_{32} = 34.4564398946295$$
$$x_{33} = 34.3125$$
$$x_{34} = 48$$
$$x_{35} = 56$$
$$x_{36} = 78$$
$$x_{37} = 70$$
$$x_{38} = 60$$
$$x_{39} = 92$$
$$x_{40} = 72$$
$$x_{41} = 88$$
$$x_{42} = 35.5106535319859$$
$$x_{43} = 80$$
$$x_{44} = 42.25$$
$$x_{45} = -1$$
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 sqrt(1 - x^2 + exp(2*x)) - exp(x).
$$- e^{0} + \sqrt{\left(1 - 0^{2}\right) + e^{0 \cdot 2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -1 + \sqrt{2}$$
Punto:
(0, -1 + sqrt(2))
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
$$- \frac{\left(x - e^{2 x}\right)^{2}}{\left(- x^{2} + e^{2 x} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{2 e^{2 x} - 1}{\sqrt{- x^{2} + e^{2 x} + 1}} - e^{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x}\right) = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sqrt(1 - x^2 + exp(2*x)) - exp(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x}}{x}\right) = - i$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = - i x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x} = \sqrt{- x^{2} + 1 + e^{- 2 x}} - e^{- x}$$
- No
$$\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) + e^{2 x}} - e^{x} = - \sqrt{- x^{2} + 1 + e^{- 2 x}} + e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar