Sr Examen

Gráfico de la función y = cbrt(x)(1-x^3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       3 ___ /     3\
f(x) = \/ x *\1 - x /
$$f{\left(x \right)} = \sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right)$$
f = x^(1/3)*(1 - x^3)
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:
$$\sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{3} = \left(- \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)^{3}$$
$$x_{4} = \left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}\right)^{3}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1$$
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^(1/3)*(1 - x^3).
$$\sqrt[3]{0} \left(1 - 0^{3}\right)$$
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
$$- 3 x^{\frac{7}{3}} + \frac{1 - x^{3}}{3 x^{\frac{2}{3}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{10^{\frac{2}{3}}}{10}$$
Signos de extremos en los puntos:
   2/3      8/9 
 10     9*10    
(-----, -------)
   10     100   


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:
$$x_{1} = \frac{10^{\frac{2}{3}}}{10}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{10^{\frac{2}{3}}}{10}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[\frac{10^{\frac{2}{3}}}{10}, \infty\right)$$
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
$$2 \left(- 4 x^{\frac{4}{3}} + \frac{x^{3} - 1}{9 x^{\frac{5}{3}}}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{35^{\frac{2}{3}}}{35}$$

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
$$\left(-\infty, - \frac{35^{\frac{2}{3}}}{35}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{35^{\frac{2}{3}}}{35}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right)\right) = \infty \sqrt[3]{-1}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \infty \sqrt[3]{-1}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right)\right) = -\infty$$
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 x^(1/3)*(1 - x^3), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1 - x^{3}}{x^{\frac{2}{3}}}\right) = - \infty \sqrt[3]{-1}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = - \infty \sqrt[3]{-1} x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 - x^{3}}{x^{\frac{2}{3}}}\right) = -\infty$$
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:
$$\sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right) = \sqrt[3]{- x} \left(x^{3} + 1\right)$$
- No
$$\sqrt[3]{x} \left(1 - x^{3}\right) = - \sqrt[3]{- x} \left(x^{3} + 1\right)$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar