Sr Examen

Gráfico de la función y = log(x)-x^3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                 3
f(x) = log(x) - x 
f(x)=x3+log(x)f{\left(x \right)} = - x^{3} + \log{\left(x \right)}
f = -x^3 + log(x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-20001000
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:
x3+log(x)=0- x^{3} + \log{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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(x) - x^3.
log(0)03\log{\left(0 \right)} - 0^{3}
Resultado:
f(0)=~f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}
signof no cruza Y
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
3x2+1x=0- 3 x^{2} + \frac{1}{x} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=3233x_{1} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{3}
Signos de extremos en los puntos:
  2/3           / 2/3\ 
 3       1      |3   | 
(----, - - + log|----|)
  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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
x1=3233x_{1} = \frac{3^{\frac{2}{3}}}{3}
Decrece en los intervalos
(,3233]\left(-\infty, \frac{3^{\frac{2}{3}}}{3}\right]
Crece en los intervalos
[3233,)\left[\frac{3^{\frac{2}{3}}}{3}, \infty\right)
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
(6x+1x2)=0- (6 x + \frac{1}{x^{2}}) = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=6236x_{1} = - \frac{6^{\frac{2}{3}}}{6}

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
(,6236]\left(-\infty, - \frac{6^{\frac{2}{3}}}{6}\right]
Convexa en los intervalos
[6236,)\left[- \frac{6^{\frac{2}{3}}}{6}, \infty\right)
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(x3+log(x))=\lim_{x \to -\infty}\left(- x^{3} + \log{\left(x \right)}\right) = \infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
limx(x3+log(x))=\lim_{x \to \infty}\left(- x^{3} + \log{\left(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 log(x) - x^3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(x3+log(x)x)=\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- x^{3} + \log{\left(x \right)}}{x}\right) = -\infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
limx(x3+log(x)x)=\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- x^{3} + \log{\left(x \right)}}{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:
x3+log(x)=x3+log(x)- x^{3} + \log{\left(x \right)} = x^{3} + \log{\left(- x \right)}
- No
x3+log(x)=x3log(x)- x^{3} + \log{\left(x \right)} = - x^{3} - \log{\left(- x \right)}
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = log(x)-x^3