Sr Examen

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Gráfico de la función y = sin(3*log(2*x-3))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = 2$$
$$x_{2} = \frac{e^{\frac{\pi}{3}}}{2} + \frac{3}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 95.4573142511993$$
$$x_{2} = 2$$
$$x_{3} = 17657.4538025972$$
$$x_{4} = 13.0703463163896$$
$$x_{5} = 34.4714826000322$$
$$x_{6} = 5.56026369833489$$
$$x_{7} = 269.245827762382$$
$$x_{8} = 2.92482695411318$$
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 sin(3*log(2*x - 3)).
$$\sin{\left(3 \log{\left(-3 + 0 \cdot 2 \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \sin{\left(3 \log{\left(3 \right)} + 3 i \pi \right)}$$
Punto:
(0, sin(3*log(3) + 3*pi*i))
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
$$\frac{6 \cos{\left(3 \log{\left(2 x - 3 \right)} \right)}}{2 x - 3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{2} + \frac{e^{\frac{\pi}{2}}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{e^{\frac{\pi}{6}}}{2} + \frac{3}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
      pi     
      --     
      2      
 3   e       
(- + ---, -1)
 2    2      

      pi    
      --    
      6     
 3   e      
(- + ---, 1)
 2    2     


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:
$$x_{1} = \frac{3}{2} + \frac{e^{\frac{\pi}{2}}}{2}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{e^{\frac{\pi}{6}}}{2} + \frac{3}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{e^{\frac{\pi}{6}}}{2} + \frac{3}{2}\right] \cup \left[\frac{3}{2} + \frac{e^{\frac{\pi}{2}}}{2}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[\frac{e^{\frac{\pi}{6}}}{2} + \frac{3}{2}, \frac{3}{2} + \frac{e^{\frac{\pi}{2}}}{2}\right]$$
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
$$- \frac{12 \left(3 \sin{\left(3 \log{\left(2 x - 3 \right)} \right)} + \cos{\left(3 \log{\left(2 x - 3 \right)} \right)}\right)}{\left(2 x - 3\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{2 e^{\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} \right)}}{3}}} + \frac{3}{2}$$

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