Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(-((x-7.31)^2)/94.52^2)/x^0.1

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                  2 
         /    731\  
        -|x - ---|  
         \    100/  
        ------------
                2   
          /2363\    
          |----|    
          \ 25 /    
       e            
f(x) = -------------
           10___    
           \/ x     
$$f{\left(x \right)} = \frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}}$$
f = exp((-(x - 731/100)^2)/(2363/25)^2)/x^(1/10)
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:
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}} = 0$$
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 exp((-(x - 731/100)^2)/(2363/25)^2)/x^(1/10).
$$\frac{1}{\sqrt[10]{0} e^{- \frac{\left(-1\right) \left(- \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$\frac{\left(15625 \left(100 x - 731\right)^{2} - 697971125000 + \frac{1395942250 \left(100 x - 731\right)}{x} + \frac{342963238698971}{x^{2}}\right) e^{- \frac{625 \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{5583769}}}{3117847624536100 \sqrt[10]{x}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$

$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(15625 \left(100 x - 731\right)^{2} - 697971125000 + \frac{1395942250 \left(100 x - 731\right)}{x} + \frac{342963238698971}{x^{2}}\right) e^{- \frac{625 \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{5583769}}}{3117847624536100 \sqrt[10]{x}}\right) = - \infty \left(-1\right)^{\frac{9}{10}}$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(15625 \left(100 x - 731\right)^{2} - 697971125000 + \frac{1395942250 \left(100 x - 731\right)}{x} + \frac{342963238698971}{x^{2}}\right) e^{- \frac{625 \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{5583769}}}{3117847624536100 \sqrt[10]{x}}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 0$$
- 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
$$\left(-\infty, - \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}\right] \cup \left[\frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}, \frac{731}{200} + \frac{17 \sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} - \frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + \frac{830803}{62500 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}} + \frac{415263}{25000}}}{2} + \frac{17 \sqrt{\frac{127861310929}{5000000000 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{24170571 \sqrt{5432744026807}}{6250000000000} + \frac{46600368510401767}{1000000000000000}} + \frac{415263}{50000}}}{2}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función exp((-(x - 731/100)^2)/(2363/25)^2)/x^(1/10), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x} x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x} x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}} = \frac{e^{- \frac{625 \left(- x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{5583769}}}{\sqrt[10]{- x}}$$
- No
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{\left(\frac{2363}{25}\right)^{2}}}}{\sqrt[10]{x}} = - \frac{e^{- \frac{625 \left(- x - \frac{731}{100}\right)^{2}}{5583769}}}{\sqrt[10]{- x}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar