Sr Examen

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Gráfico de la función y = (x-3)/((x-4)(2x+1))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
             x - 3      
f(x) = -----------------
       (x - 4)*(2*x + 1)
f(x)=x3(x4)(2x+1)f{\left(x \right)} = \frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)}
f = (x - 3)/(((x - 4)*(2*x + 1)))
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-2020
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=0.5x_{1} = -0.5
x2=4x_{2} = 4
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(x4)(2x+1)=0\frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=3x_{1} = 3
Solución numérica
x1=3x_{1} = 3
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 (x - 3)/(((x - 4)*(2*x + 1))).
3(1)4(02+1)- \frac{3}{\left(-1\right) 4 \left(0 \cdot 2 + 1\right)}
Resultado:
f(0)=34f{\left(0 \right)} = \frac{3}{4}
Punto:
(0, 3/4)
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
(74x)(x3)(x4)2(2x+1)2+1(x4)(2x+1)=0\frac{\left(7 - 4 x\right) \left(x - 3\right)}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}} + \frac{1}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
8x+(x3)((4x7)(22x+1+1x4)4+2(4x7)2x+1+4x7x4)+14(x4)2(2x+1)2=0\frac{- 8 x + \left(x - 3\right) \left(\left(4 x - 7\right) \left(\frac{2}{2 x + 1} + \frac{1}{x - 4}\right) - 4 + \frac{2 \left(4 x - 7\right)}{2 x + 1} + \frac{4 x - 7}{x - 4}\right) + 14}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=237232+223732+3x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{2} \cdot 7^{\frac{2}{3}}}{2} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{7}}{2} + 3
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
x1=0.5x_{1} = -0.5
x2=4x_{2} = 4

limx0.5(8x+(x3)((4x7)(22x+1+1x4)4+2(4x7)2x+1+4x7x4)+14(x4)2(2x+1)2)=\lim_{x \to -0.5^-}\left(\frac{- 8 x + \left(x - 3\right) \left(\left(4 x - 7\right) \left(\frac{2}{2 x + 1} + \frac{1}{x - 4}\right) - 4 + \frac{2 \left(4 x - 7\right)}{2 x + 1} + \frac{4 x - 7}{x - 4}\right) + 14}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}}\right) = -\infty
limx0.5+(8x+(x3)((4x7)(22x+1+1x4)4+2(4x7)2x+1+4x7x4)+14(x4)2(2x+1)2)=\lim_{x \to -0.5^+}\left(\frac{- 8 x + \left(x - 3\right) \left(\left(4 x - 7\right) \left(\frac{2}{2 x + 1} + \frac{1}{x - 4}\right) - 4 + \frac{2 \left(4 x - 7\right)}{2 x + 1} + \frac{4 x - 7}{x - 4}\right) + 14}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}}\right) = \infty
- los límites no son iguales, signo
x1=0.5x_{1} = -0.5
- es el punto de flexión
limx4(8x+(x3)((4x7)(22x+1+1x4)4+2(4x7)2x+1+4x7x4)+14(x4)2(2x+1)2)=\lim_{x \to 4^-}\left(\frac{- 8 x + \left(x - 3\right) \left(\left(4 x - 7\right) \left(\frac{2}{2 x + 1} + \frac{1}{x - 4}\right) - 4 + \frac{2 \left(4 x - 7\right)}{2 x + 1} + \frac{4 x - 7}{x - 4}\right) + 14}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}}\right) = -\infty
limx4+(8x+(x3)((4x7)(22x+1+1x4)4+2(4x7)2x+1+4x7x4)+14(x4)2(2x+1)2)=\lim_{x \to 4^+}\left(\frac{- 8 x + \left(x - 3\right) \left(\left(4 x - 7\right) \left(\frac{2}{2 x + 1} + \frac{1}{x - 4}\right) - 4 + \frac{2 \left(4 x - 7\right)}{2 x + 1} + \frac{4 x - 7}{x - 4}\right) + 14}{\left(x - 4\right)^{2} \left(2 x + 1\right)^{2}}\right) = \infty
- los límites no son iguales, signo
x2=4x_{2} = 4
- es el punto de flexión

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
(,237232+223732+3]\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{2} \cdot 7^{\frac{2}{3}}}{2} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{7}}{2} + 3\right]
Convexa en los intervalos
[237232+223732+3,)\left[- \frac{\sqrt[3]{2} \cdot 7^{\frac{2}{3}}}{2} + \frac{2^{\frac{2}{3}} \sqrt[3]{7}}{2} + 3, \infty\right)
Asíntotas verticales
Hay:
x1=0.5x_{1} = -0.5
x2=4x_{2} = 4
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(x3(x4)(2x+1))=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
limx(x3(x4)(2x+1))=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=0y = 0
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (x - 3)/(((x - 4)*(2*x + 1))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(1(x4)(2x+1)(x3)x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} \left(x - 3\right)}{x}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx(1(x4)(2x+1)(x3)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} \left(x - 3\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:
x3(x4)(2x+1)=x3(12x)(x4)\frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} = \frac{- x - 3}{\left(1 - 2 x\right) \left(- x - 4\right)}
- No
x3(x4)(2x+1)=x3(12x)(x4)\frac{x - 3}{\left(x - 4\right) \left(2 x + 1\right)} = - \frac{- x - 3}{\left(1 - 2 x\right) \left(- x - 4\right)}
- No
es decir, función
no es
par ni impar