Sr Examen

Gráfico de la función y = y=sinx(x+3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 0$$
$$x_{3} = \pi$$
Solución numérica
$$x_{1} = 65.9734457253857$$
$$x_{2} = -15.707963267949$$
$$x_{3} = 37.6991118430775$$
$$x_{4} = -69.1150383789755$$
$$x_{5} = -34.5575191894877$$
$$x_{6} = -91.106186954104$$
$$x_{7} = 0$$
$$x_{8} = 6.28318530717959$$
$$x_{9} = -47.1238898038469$$
$$x_{10} = -78.5398163397448$$
$$x_{11} = -28.2743338823081$$
$$x_{12} = 97.3893722612836$$
$$x_{13} = 3.14159265358979$$
$$x_{14} = 40.8407044966673$$
$$x_{15} = 62.8318530717959$$
$$x_{16} = -81.6814089933346$$
$$x_{17} = 43.9822971502571$$
$$x_{18} = -84.8230016469244$$
$$x_{19} = 100.530964914873$$
$$x_{20} = 69.1150383789755$$
$$x_{21} = -94.2477796076938$$
$$x_{22} = 91.106186954104$$
$$x_{23} = -3$$
$$x_{24} = 78.5398163397448$$
$$x_{25} = 47.1238898038469$$
$$x_{26} = 81.6814089933346$$
$$x_{27} = -72.2566310325652$$
$$x_{28} = -6.28318530717959$$
$$x_{29} = 28.2743338823081$$
$$x_{30} = -100.530964914873$$
$$x_{31} = -65.9734457253857$$
$$x_{32} = 94.2477796076938$$
$$x_{33} = 31.4159265358979$$
$$x_{34} = 50.2654824574367$$
$$x_{35} = -21.9911485751286$$
$$x_{36} = 12.5663706143592$$
$$x_{37} = 15.707963267949$$
$$x_{38} = -75.398223686155$$
$$x_{39} = 72.2566310325652$$
$$x_{40} = 18.8495559215388$$
$$x_{41} = -37.6991118430775$$
$$x_{42} = -50.2654824574367$$
$$x_{43} = -3.14159265358979$$
$$x_{44} = -87.9645943005142$$
$$x_{45} = -25.1327412287183$$
$$x_{46} = -40.8407044966673$$
$$x_{47} = 53.4070751110265$$
$$x_{48} = 9.42477796076938$$
$$x_{49} = -43.9822971502571$$
$$x_{50} = -56.5486677646163$$
$$x_{51} = -97.3893722612836$$
$$x_{52} = -59.6902604182061$$
$$x_{53} = -12.5663706143592$$
$$x_{54} = -18.8495559215388$$
$$x_{55} = 84.8230016469244$$
$$x_{56} = 25.1327412287183$$
$$x_{57} = 21.9911485751286$$
$$x_{58} = 59.6902604182061$$
$$x_{59} = -53.4070751110265$$
$$x_{60} = -31.4159265358979$$
$$x_{61} = -9.42477796076938$$
$$x_{62} = -62.8318530717959$$
$$x_{63} = 56.5486677646163$$
$$x_{64} = 75.398223686155$$
$$x_{65} = 34.5575191894877$$
$$x_{66} = 87.9645943005142$$
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(x)*(x + 3).
$$3 \sin{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\left(x + 3\right) \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -95.8293479731014$$
$$x_{2} = 23.599521866075$$
$$x_{3} = 80.1226425025801$$
$$x_{4} = 1.77714670942846$$
$$x_{5} = 67.5584137575819$$
$$x_{6} = -8.0494916184802$$
$$x_{7} = 48.7140208365965$$
$$x_{8} = 61.2766132480572$$
$$x_{9} = 76.9815222493336$$
$$x_{10} = -89.546944536085$$
$$x_{11} = -73.841542432988$$
$$x_{12} = -26.7456257056362$$
$$x_{13} = 98.9699750820314$$
$$x_{14} = -45.5765762525042$$
$$x_{15} = -29.8823122458921$$
$$x_{16} = 26.7371528553266$$
$$x_{17} = 83.2637971494076$$
$$x_{18} = -33.0200216517861$$
$$x_{19} = 36.1538502374869$$
$$x_{20} = -48.716556556407$$
$$x_{21} = 14.1952570831341$$
$$x_{22} = 17.3279134102008$$
$$x_{23} = 54.9951125615717$$
$$x_{24} = -54.9971009087336$$
$$x_{25} = -1.08874792349856$$
$$x_{26} = -58.1375985478334$$
$$x_{27} = 7.9450938109612$$
$$x_{28} = -5.14808338805474$$
$$x_{29} = -14.2260112763823$$
$$x_{30} = -76.9825358933422$$
$$x_{31} = -67.5597303454395$$
$$x_{32} = 33.0144823377454$$
$$x_{33} = 73.8404406052928$$
$$x_{34} = 89.5461956212586$$
$$x_{35} = -51.8567439300492$$
$$x_{36} = 11.0665455476582$$
$$x_{37} = 92.6874335935384$$
$$x_{38} = 4.83926669562784$$
$$x_{39} = 58.1358196557249$$
$$x_{40} = 42.4335074573344$$
$$x_{41} = 39.2935480335985$$
$$x_{42} = -86.4057869750076$$
$$x_{43} = 45.5736778511703$$
$$x_{44} = -98.9705880700397$$
$$x_{45} = -83.2646634582605$$
$$x_{46} = -36.1584645899842$$
$$x_{47} = -80.1235781433617$$
$$x_{48} = 20.4629468621164$$
$$x_{49} = -3.07085543704304$$
$$x_{50} = 70.6994025041995$$
$$x_{51} = -20.4775063343064$$
$$x_{52} = -39.2974513464482$$
$$x_{53} = -17.3483415455941$$
$$x_{54} = -42.4368523841599$$
$$x_{55} = -61.2782141319878$$
$$x_{56} = 64.4174812589959$$
$$x_{57} = 95.8286941079906$$
$$x_{58} = -23.610426015495$$
$$x_{59} = 29.8755385856919$$
$$x_{60} = -92.6881325660443$$
$$x_{61} = 86.4049825662619$$
$$x_{62} = -11.1181378268582$$
$$x_{63} = -70.7006045485144$$
$$x_{64} = 51.8545068078183$$
$$x_{65} = -64.4189295854489$$
Signos de extremos en los puntos:
(-95.82934797310143, 92.8239622142013)

(23.59952186607495, -26.5807444377984)

(80.1226425025801, -83.1166279472508)

(1.7771467094284592, 4.67580048963318)

(67.5584137575819, -70.5513284978385)

(-8.049491618480197, 4.95329236022816)

(48.71402083659647, -51.7043549894224)

(61.276613248057174, -64.2688357808478)

(76.9815222493336, 79.97527153826)

(-89.546944536085, 86.541167903022)

(-73.84154243298796, -70.8344854820511)

(-26.745625705636247, 23.7245971624142)

(98.9699750820314, -101.965072031526)

(-45.5765762525042, 42.5648375625315)

(-29.88231224589206, -26.8637319364326)

(26.737152855326624, 29.7203531187616)

(83.26379714940755, 86.2580015592677)

(-33.020021651786074, 30.0033799491541)

(36.153850237486935, -39.1410863454228)

(-48.716556556407006, -45.7056235228711)

(14.19525708313409, 17.1662528475409)

(17.327913410200786, -20.3033612430302)

(54.99511256157169, -57.9864930674055)

(-54.9971009087336, -51.9874876546271)

(-1.0887479234985609, -1.69345946020889)

(-58.13759854783343, 55.1285325620455)

(7.945093810961197, 10.8996952715985)

(-5.148083388054739, -1.94740340840285)

(-14.226011276382284, 11.181735184982)

(-76.9825358933422, 73.9757784675333)

(-67.55973034543955, -64.5519869728571)

(33.01448233774537, 36.000607056636)

(73.84044060529283, -76.8339344414338)

(89.54619562125856, 92.5407933870874)

(-51.85674393004924, 48.8465131428041)

(11.066545547658214, -14.0311343843941)

(92.6874335935384, -95.6822086749824)

(4.839266695627836, -7.7762532162745)

(58.13581965572485, 61.1276427850604)

(42.4335074573344, -45.4225063607175)

(39.293548033598505, 42.2817308539914)

(-86.40578697500756, -83.3997928333734)

(45.573677851170316, 48.5633874811662)

(-98.97058807003971, -95.9653785647247)

(-83.26466345826046, 80.2584347920204)

(-36.15846458998425, -33.143395762301)

(-80.12357814336166, -77.1170958590207)

(20.462946862116432, 23.4416656545276)

(-3.0708554370430403, 0.00500793753985072)

(70.69940250419954, 73.6926191253227)

(-20.47750633430642, 17.4489681843926)

(-39.297451346448156, 36.2836841112163)

(-17.348341545594117, -14.3136207490662)

(-42.43685238415992, -39.4241799982444)

(-61.278214131987816, -58.2696364907219)

(64.41748125899586, 67.4100660085347)

(95.82869410799064, 98.823635237046)

(-23.610426015495015, -20.5862091973645)

(29.87553858569191, -32.8603402551421)

(-92.6881325660443, -89.6825582122061)

(86.40498256626192, -89.3993905614769)

(-11.118137826858208, -8.05723951047467)

(-70.70060454851438, 67.6932202983926)

(51.85450680781833, 54.8453940577788)

(-64.4189295854489, 61.4107903909679)


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:
$$x_{1} = 23.599521866075$$
$$x_{2} = 80.1226425025801$$
$$x_{3} = 67.5584137575819$$
$$x_{4} = 48.7140208365965$$
$$x_{5} = 61.2766132480572$$
$$x_{6} = -73.841542432988$$
$$x_{7} = 98.9699750820314$$
$$x_{8} = -29.8823122458921$$
$$x_{9} = 36.1538502374869$$
$$x_{10} = -48.716556556407$$
$$x_{11} = 17.3279134102008$$
$$x_{12} = 54.9951125615717$$
$$x_{13} = -54.9971009087336$$
$$x_{14} = -1.08874792349856$$
$$x_{15} = -5.14808338805474$$
$$x_{16} = -67.5597303454395$$
$$x_{17} = 73.8404406052928$$
$$x_{18} = 11.0665455476582$$
$$x_{19} = 92.6874335935384$$
$$x_{20} = 4.83926669562784$$
$$x_{21} = 42.4335074573344$$
$$x_{22} = -86.4057869750076$$
$$x_{23} = -98.9705880700397$$
$$x_{24} = -36.1584645899842$$
$$x_{25} = -80.1235781433617$$
$$x_{26} = -17.3483415455941$$
$$x_{27} = -42.4368523841599$$
$$x_{28} = -61.2782141319878$$
$$x_{29} = -23.610426015495$$
$$x_{30} = 29.8755385856919$$
$$x_{31} = -92.6881325660443$$
$$x_{32} = 86.4049825662619$$
$$x_{33} = -11.1181378268582$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{33} = -95.8293479731014$$
$$x_{33} = 1.77714670942846$$
$$x_{33} = -8.0494916184802$$
$$x_{33} = 76.9815222493336$$
$$x_{33} = -89.546944536085$$
$$x_{33} = -26.7456257056362$$
$$x_{33} = -45.5765762525042$$
$$x_{33} = 26.7371528553266$$
$$x_{33} = 83.2637971494076$$
$$x_{33} = -33.0200216517861$$
$$x_{33} = 14.1952570831341$$
$$x_{33} = -58.1375985478334$$
$$x_{33} = 7.9450938109612$$
$$x_{33} = -14.2260112763823$$
$$x_{33} = -76.9825358933422$$
$$x_{33} = 33.0144823377454$$
$$x_{33} = 89.5461956212586$$
$$x_{33} = -51.8567439300492$$
$$x_{33} = 58.1358196557249$$
$$x_{33} = 39.2935480335985$$
$$x_{33} = 45.5736778511703$$
$$x_{33} = -83.2646634582605$$
$$x_{33} = 20.4629468621164$$
$$x_{33} = -3.07085543704304$$
$$x_{33} = 70.6994025041995$$
$$x_{33} = -20.4775063343064$$
$$x_{33} = -39.2974513464482$$
$$x_{33} = 64.4174812589959$$
$$x_{33} = 95.8286941079906$$
$$x_{33} = -70.7006045485144$$
$$x_{33} = 51.8545068078183$$
$$x_{33} = -64.4189295854489$$
Decrece en los intervalos
$$\left[98.9699750820314, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -98.9705880700397\right]$$
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
$$- \left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -97.4105531657149$$
$$x_{2} = 91.1274315484749$$
$$x_{3} = -44.0310022314041$$
$$x_{4} = -37.7565914986294$$
$$x_{5} = 53.4424945868163$$
$$x_{6} = 75.4237206476356$$
$$x_{7} = 81.7050159596711$$
$$x_{8} = -12.7683229809881$$
$$x_{9} = -22.0955047887705$$
$$x_{10} = 100.550276803$$
$$x_{11} = -175.940752739698$$
$$x_{12} = -59.7255033296341$$
$$x_{13} = 34.6106455851$$
$$x_{14} = -31.4860213860766$$
$$x_{15} = -78.5662769949499$$
$$x_{16} = -47.1691393791316$$
$$x_{17} = -28.3530568061279$$
$$x_{18} = 6.49087533862664$$
$$x_{19} = -75.4258311271632$$
$$x_{20} = 31.4738765229445$$
$$x_{21} = 94.2683383861171$$
$$x_{22} = 59.7221362867878$$
$$x_{23} = 87.9865720268034$$
$$x_{24} = -4.17952942197679$$
$$x_{25} = -34.6206847843375$$
$$x_{26} = 47.1637381359122$$
$$x_{27} = -18.9741103847642$$
$$x_{28} = 78.5643319491959$$
$$x_{29} = 12.6931315653617$$
$$x_{30} = -81.7068142865568$$
$$x_{31} = 15.813870074665$$
$$x_{32} = 66.0024221026506$$
$$x_{33} = 28.3380675911642$$
$$x_{34} = -113.11549628033$$
$$x_{35} = 84.8457648905145$$
$$x_{36} = -91.1288770963789$$
$$x_{37} = 40.8862453522679$$
$$x_{38} = -94.2696891812673$$
$$x_{39} = -87.9881226579847$$
$$x_{40} = -69.1452656494839$$
$$x_{41} = 56.5822222254563$$
$$x_{42} = 69.1427540919639$$
$$x_{43} = -84.8474324935912$$
$$x_{44} = 62.8622101701705$$
$$x_{45} = 97.4092881037677$$
$$x_{46} = 22.0707542180684$$
$$x_{47} = -62.8652490143776$$
$$x_{48} = -50.3077336834409$$
$$x_{49} = 9.58241125918373$$
$$x_{50} = -66.0051784922858$$
$$x_{51} = 44.0248022816019$$
$$x_{52} = 37.7481544639442$$
$$x_{53} = 72.2831911405349$$
$$x_{54} = -72.28548909222$$
$$x_{55} = -53.4467001632255$$
$$x_{56} = 0.517054753041444$$
$$x_{57} = -56.5859736481993$$
$$x_{58} = 50.3029862140966$$
$$x_{59} = 25.2035358144503$$
$$x_{60} = -25.2224982938158$$
$$x_{61} = 18.9404604798975$$
$$x_{62} = -6.77084453707711$$
$$x_{63} = -100.551464041862$$
$$x_{64} = -9.71428179253604$$
$$x_{65} = -40.8934351600645$$
$$x_{66} = 3.44259418422821$$
$$x_{67} = -15.8622220667035$$
$$x_{68} = -2.02456837856301$$

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
$$\left[97.4092881037677, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -175.940752739698\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)}\right) = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)}\right) = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sin(x)*(x + 3), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle x$$
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:
$$\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)} = - \left(3 - x\right) \sin{\left(x \right)}$$
- No
$$\left(x + 3\right) \sin{\left(x \right)} = \left(3 - x\right) \sin{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar