Sr Examen

Gráfico de la función y = tan(|x|)/tan(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       tan(|x|)
f(x) = --------
        tan(x) 
$$f{\left(x \right)} = \frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}}$$
f = tan(|x|)/tan(x)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}} = 0$$
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 tan(|x|)/tan(x).
$$\frac{\tan{\left(\left|{0}\right| \right)}}{\tan{\left(0 \right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$\frac{\left(- \tan^{2}{\left(x \right)} - 1\right) \tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(\left|{x}\right| \right)} + 1\right) \operatorname{sign}{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 90$$
$$x_{2} = -33.75$$
$$x_{3} = 18$$
$$x_{4} = 8.25$$
$$x_{5} = -85.75$$
$$x_{6} = 30$$
$$x_{7} = -4$$
$$x_{8} = 94$$
$$x_{9} = -100$$
$$x_{10} = -96.15$$
$$x_{11} = -21.7647058823529$$
$$x_{12} = -6$$
$$x_{13} = -69.75$$
$$x_{14} = 38$$
$$x_{15} = 46$$
$$x_{16} = 2$$
$$x_{17} = 6$$
$$x_{18} = 66$$
$$x_{19} = 22.25$$
$$x_{20} = 82$$
$$x_{21} = -60$$
$$x_{22} = -90$$
$$x_{23} = 52.1666666666667$$
$$x_{24} = -88$$
$$x_{25} = -98$$
$$x_{26} = -44$$
$$x_{27} = -74$$
$$x_{28} = 72$$
$$x_{29} = 10$$
$$x_{30} = 48$$
$$x_{31} = -79.75$$
$$x_{32} = -14$$
$$x_{33} = -53.75$$
$$x_{34} = -62$$
$$x_{35} = -46$$
$$x_{36} = 50.25$$
$$x_{37} = 42$$
$$x_{38} = 40.125$$
$$x_{39} = -16$$
$$x_{40} = -42$$
$$x_{41} = 64$$
$$x_{42} = 84.125$$
$$x_{43} = -35.8333333333333$$
$$x_{44} = 12$$
$$x_{45} = 4$$
$$x_{46} = 78.25$$
$$x_{47} = 16$$
$$x_{48} = 92$$
$$x_{49} = -68$$
$$x_{50} = 74$$
$$x_{51} = -83.875$$
$$x_{52} = 54.25$$
$$x_{53} = -77.75$$
$$x_{54} = -76$$
$$x_{55} = -82$$
$$x_{56} = 76$$
$$x_{57} = 24.25$$
$$x_{58} = -26$$
$$x_{59} = -52.2$$
$$x_{60} = -38$$
$$x_{61} = -58$$
$$x_{62} = 34.125$$
$$x_{63} = -7.75$$
$$x_{64} = 26$$
$$x_{65} = -48$$
$$x_{66} = -18$$
$$x_{67} = -27.875$$
$$x_{68} = 60$$
$$x_{69} = 100$$
$$x_{70} = 88$$
$$x_{71} = -10$$
$$x_{72} = -20$$
$$x_{73} = -66$$
$$x_{74} = -94$$
$$x_{75} = -12$$
$$x_{76} = -72$$
$$x_{77} = 80.25$$
$$x_{78} = -30$$
$$x_{79} = 20$$
$$x_{80} = 14$$
$$x_{81} = -55.75$$
$$x_{82} = 36.25$$
$$x_{83} = 32$$
$$x_{84} = -32$$
$$x_{85} = 44$$
$$x_{86} = 62$$
$$x_{87} = -49.75$$
$$x_{88} = -64$$
$$x_{89} = 28.25$$
$$x_{90} = 68$$
$$x_{91} = -24.25$$
$$x_{92} = 58$$
$$x_{93} = 96.1666666666667$$
$$x_{94} = -39.75$$
$$x_{95} = 86.1388888888889$$
$$x_{96} = -92$$
$$x_{97} = 98$$
$$x_{98} = 56.125$$
$$x_{99} = -2$$
Signos de extremos en los puntos:
(90, 1)

(-33.75, -1)

(18, 1)

(8.25, 1)

(-85.75, -1)

(30, 1)

(-4, -1)

(94, 1)

(-100, -1)

(-96.15, -1)

(-21.764705882352942, -1)

(-6, -1)

(-69.75, -1)

(38, 1)

(46, 1)

(2, 1)

(6, 1)

(66, 1)

(22.25, 1)

(82, 1)

(-60, -1)

(-90, -1)

(52.166666666666664, 1)

(-88, -1)

(-98, -1)

(-44, -1)

(-74, -1)

(72, 1)

(10, 1)

(48, 1)

(-79.75, -1)

(-14, -1)

(-53.75, -1)

(-62, -1)

(-46, -1)

(50.25, 1)

(42, 1)

(40.125, 1)

(-16, -1)

(-42, -1)

(64, 1)

(84.125, 1)

(-35.833333333333336, -1)

(12, 1)

(4, 1)

(78.25, 1)

(16, 1)

(92, 1)

(-68, -1)

(74, 1)

(-83.875, -1)

(54.25, 1)

(-77.75, -1)

(-76, -1)

(-82, -1)

(76, 1)

(24.25, 1)

(-26, -1)

(-52.2, -1)

(-38, -1)

(-58, -1)

(34.125, 1)

(-7.75, -1)

(26, 1)

(-48, -1)

(-18, -1)

(-27.875, -1)

(60, 1)

(100, 1)

(88, 1)

(-10, -1)

(-20, -1)

(-66, -1)

(-94, -1)

(-12, -1)

(-72, -1)

(80.25, 1)

(-30, -1)

(20, 1)

(14, 1)

(-55.75, -1)

(36.25, 1)

(32, 1)

(-32, -1)

(44, 1)

(62, 1)

(-49.75, -1)

(-64, -1)

(28.25, 1)

(68, 1)

(-24.25, -1)

(58, 1)

(96.16666666666667, 1)

(-39.75, -1)

(86.13888888888889, 1)

(-92, -1)

(98, 1)

(56.125, 1)

(-2, -1)


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:
$$x_{1} = 48$$
$$x_{2} = 40.125$$
$$x_{3} = 74$$
$$x_{4} = 54.25$$
$$x_{5} = 76$$
$$x_{6} = 80.25$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{6} = -74$$
$$x_{6} = -53.75$$
$$x_{6} = -76$$
$$x_{6} = -48$$
$$x_{6} = -49.75$$
Decrece en los intervalos
$$\left[80.25, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[-48, 40.125\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}}\right) = -1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = -1$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 1$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función tan(|x|)/tan(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{x \tan{\left(x \right)}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{x \tan{\left(x \right)}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}} = - \frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}}$$
- No
$$\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}} = \frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{\tan{\left(x \right)}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar