Sr Examen

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Gráfico de la función y = -3*cos(11*x)-13*x

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = -3*cos(11*x) - 13*x
$$f{\left(x \right)} = - 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}$$
f = -13*x - 3*cos(11*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:
$$- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -0.101429429544063$$
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*cos(11*x) - 13*x.
$$- 3 \cos{\left(0 \cdot 11 \right)} - 0$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -3$$
Punto:
(0, -3)
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
$$33 \sin{\left(11 x \right)} - 13 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11} + \frac{\pi}{11}$$
$$x_{2} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11}$$
Signos de extremos en los puntos:
       /13\                                    /13\ 
   asin|--|                     _____   13*asin|--| 
       \33/   pi    13*pi   2*\/ 230           \33/ 
(- -------- + --, - ----- + --------- + -----------)
      11      11      11        11           11     

     /13\           /13\             
 asin|--|    13*asin|--|       _____ 
     \33/           \33/   2*\/ 230  
(--------, - ----------- - ---------)
    11            11           11    


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:
$$x_{1} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11} + \frac{\pi}{11}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11}, - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11} + \frac{\pi}{11}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11}\right] \cup \left[- \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{13}{33} \right)}}{11} + \frac{\pi}{11}, \infty\right)$$
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
$$363 \cos{\left(11 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{\pi}{22}$$
$$x_{2} = \frac{3 \pi}{22}$$

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
$$\left(-\infty, \frac{\pi}{22}\right] \cup \left[\frac{3 \pi}{22}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[\frac{\pi}{22}, \frac{3 \pi}{22}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}\right) = -\infty$$
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*cos(11*x) - 13*x, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}}{x}\right) = -13$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = - 13 x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}}{x}\right) = -13$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = - 13 x$$
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:
$$- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)} = 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)}$$
- No
$$- 13 x - 3 \cos{\left(11 x \right)} = - 13 x + 3 \cos{\left(11 x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar