Puntos en los que la función no está definida exactamente: x1=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: (πxsin(πx))2=0 Resolvermos esta ecuación Puntos de cruce con el eje X:
El gráfico cruce el eje Y cuando x es igual a 0: sustituimos x = 0 en (sin(pi*x)/((pi*x)))^2. (0πsin(0π))2 Resultado: f(0)=NaN - no hay soluciones de la ecuación
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación dxdf(x)=0 (la derivada es igual a cero), y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función: dxdf(x)= primera derivada sin(πx)πxπ2x2sin2(πx)(2ππx1cos(πx)−πx22sin(πx))=0 Resolvermos esta ecuación Raíces de esta ecuación x1=46 x2=−26 x3=58 x4=−20 x5=50 x6=80 x7=−100 x8=60 x9=26 x10=74 x11=72 x12=−52 x13=44 x14=−98 x15=−46 x16=−62 x17=−94 x18=14 x19=−2 x20=34 x21=−30 x22=86 x23=−88 x24=36 x25=−76 x26=−44 x27=−70 x28=−78 x29=78 x30=48 x31=−38 x32=−80 x33=−92 x34=30 x35=16 x36=68 x37=90 x38=38 x39=−56 x40=−72 x41=32 x42=70 x43=−58 x44=64 x45=−60 x46=−68 x47=8 x48=24 x49=62 x50=−24 x51=−6 x52=−4 x53=−54 x54=18 x55=52 x56=20 x57=96 x58=−64 x59=10 x60=54 x61=−84 x62=−48 x63=−8 x64=98 x65=4 x66=82 x67=−10 x68=−12 x69=56 x70=−66 x71=−90 x72=28 x73=−22 x74=−28 x75=−40 x76=40 x77=88 x78=94 x79=2 x80=22 x81=84 x82=−16 x83=−32 x84=−86 x85=−82 x86=92 x87=−36 x88=−74 x89=76 x90=−18 x91=6 x92=−34 x93=−14 x94=−96 x95=42 x96=66 x97=−42 x98=12 x99=100 x100=−50 Signos de extremos en los puntos:
(46, 0)
(-26, 0)
(58, 0)
(-20, 0)
(50, 0)
(80, 0)
(-100, 0)
(60, 0)
(26, 0)
(74, 0)
(72, 0)
(-52, 0)
(44, 0)
(-98, 0)
(-46, 0)
(-62, 0)
(-94, 0)
(14, 0)
(-2, 0)
(34, 0)
(-30, 0)
(86, 0)
(-88, 0)
(36, 0)
(-76, 0)
(-44, 0)
(-70, 0)
(-78, 0)
(78, 0)
(48, 0)
(-38, 0)
(-80, 0)
(-92, 0)
(30, 0)
(16, 0)
(68, 0)
(90, 0)
(38, 0)
(-56, 0)
(-72, 0)
(32, 0)
(70, 0)
(-58, 0)
(64, 0)
(-60, 0)
(-68, 0)
(8, 0)
(24, 0)
(62, 0)
(-24, 0)
(-6, 0)
(-4, 0)
(-54, 0)
(18, 0)
(52, 0)
(20, 0)
(96, 0)
(-64, 0)
(10, 0)
(54, 0)
(-84, 0)
(-48, 0)
(-8, 0)
(98, 0)
(4, 0)
(82, 0)
(-10, 0)
(-12, 0)
(56, 0)
(-66, 0)
(-90, 0)
(28, 0)
(-22, 0)
(-28, 0)
(-40, 0)
(40, 0)
(88, 0)
(94, 0)
(2, 0)
(22, 0)
(84, 0)
(-16, 0)
(-32, 0)
(-86, 0)
(-82, 0)
(92, 0)
(-36, 0)
(-74, 0)
(76, 0)
(-18, 0)
(6, 0)
(-34, 0)
(-14, 0)
(-96, 0)
(42, 0)
(66, 0)
(-42, 0)
(12, 0)
(100, 0)
(-50, 0)
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: x1=46 x2=−26 x3=58 x4=−20 x5=50 x6=80 x7=−100 x8=60 x9=26 x10=74 x11=72 x12=−52 x13=44 x14=−98 x15=−46 x16=−62 x17=−94 x18=14 x19=−2 x20=34 x21=−30 x22=86 x23=−88 x24=36 x25=−76 x26=−44 x27=−70 x28=−78 x29=78 x30=48 x31=−38 x32=−80 x33=−92 x34=30 x35=16 x36=68 x37=90 x38=38 x39=−56 x40=−72 x41=32 x42=70 x43=−58 x44=64 x45=−60 x46=−68 x47=8 x48=24 x49=62 x50=−24 x51=−6 x52=−4 x53=−54 x54=18 x55=52 x56=20 x57=96 x58=−64 x59=10 x60=54 x61=−84 x62=−48 x63=−8 x64=98 x65=4 x66=82 x67=−10 x68=−12 x69=56 x70=−66 x71=−90 x72=28 x73=−22 x74=−28 x75=−40 x76=40 x77=88 x78=94 x79=2 x80=22 x81=84 x82=−16 x83=−32 x84=−86 x85=−82 x86=92 x87=−36 x88=−74 x89=76 x90=−18 x91=6 x92=−34 x93=−14 x94=−96 x95=42 x96=66 x97=−42 x98=12 x99=100 x100=−50 La función no tiene puntos máximos Decrece en los intervalos [100,∞) Crece en los intervalos (−∞,−100]
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación dx2d2f(x)=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: dx2d2f(x)= segunda derivada x22(2(cos(πx)−πxsin(πx))2−(cos(πx)−πxsin(πx))cos(πx)−π(πsin(πx)+x2cos(πx)−πx22sin(πx))sin(πx)+πx(cos(πx)−πxsin(πx))sin(πx))=0 Resolvermos esta ecuación Raíces de esta ecuación x1=−61.7483527761947 x2=−81.7487569556855 x3=−83.7487867257144 x4=−99.7489818056511 x5=−7.73649601515403 x6=−77.7486928066096 x7=−95.7489391632373 x8=90.2488802811355 x9=−87.748842183449 x10=−69.7485423590771 x11=100.248991709865 x12=52.2480696155498 x13=−89.7488680535879 x14=−29.7465664532108 x15=80.2487411636708 x16=74.2486397633915 x17=4.22735950767312 x18=70.2485625726606 x19=18.2445188624812 x20=−57.7482382050547 x21=2.20888752467459 x22=24.2458621171043 x23=−9.7393399929161 x24=36.2472230924613 x25=−79.7487256879633 x26=98.2489712343711 x27=−31.7467844060814 x28=30.2466765477645 x29=−75.7486581834026 x30=−17.744212784795 x31=96.2489499100364 x32=−67.7484991757802 x33=−15.7434662299526 x34=28.2464431968423 x35=−41.7475591015791 x36=40.2474974528301 x37=12.2418838185292 x38=72.2486022329285 x39=10.2403346426075 x40=22.2454940358069 x41=−37.7472987956897 x42=−63.7484046496571 x43=−73.7486216761659 x44=58.2482676493225 x45=92.2489044945726 x46=−55.7481747273539 x47=−25.746028000833 x48=−27.746316803873 x49=32.2468811632873 x50=42.2476152591584 x51=−13.7424984608719 x52=26.2461745995811 x53=44.2477224724436 x54=−23.7456900482187 x55=−19.7448062051182 x56=6.23436247448923 x57=−21.7452892305997 x58=−65.7484533556792 x59=−33.7469763389274 x60=14.2430048647492 x61=64.2484288313613 x62=−45.7477736462445 x63=38.2473674018583 x64=50.2479931440213 x65=−49.7479535220692 x66=−85.748815103141 x67=88.2488549731412 x68=94.2489276829586 x69=−91.7488927929056 x70=84.2488007625499 x71=−51.7480329833019 x72=20.2450540655959 x73=8.23805394372117 x74=−59.7482974159256 x75=48.2479103636241 x76=54.2481404729683 x77=−11.7411939995098 x78=66.2484760938889 x79=−47.7478673704273 x80=60.248324929728 x81=82.2487716856391 x82=−39.747435537556 x83=78.2487090861744 x84=−71.7485831268165 x85=46.2478204600269 x86=16.2438537460501 x87=−5.73157811771419 x88=62.2483785433487 x89=56.2482063126328 x90=−93.7489164739615 x91=68.2485205959957 x92=−97.7489609217602 x93=−43.747671305176 x94=76.2486753311251 x95=−35.7471466490446 x96=34.2470620436327 x97=−53.7481065043619 x98=−1.68100482418311 x99=−3.72099743965763 x100=86.2488284946546 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
x→0−limx22(2(cos(πx)−πxsin(πx))2−(cos(πx)−πxsin(πx))cos(πx)−π(πsin(πx)+x2cos(πx)−πx22sin(πx))sin(πx)+πx(cos(πx)−πxsin(πx))sin(πx))=−32π2 x→0+limx22(2(cos(πx)−πxsin(πx))2−(cos(πx)−πxsin(πx))cos(πx)−π(πsin(πx)+x2cos(πx)−πx22sin(πx))sin(πx)+πx(cos(πx)−πxsin(πx))sin(πx))=−32π2 - los límites son iguales, es decir omitimos el punto correspondiente
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 (−∞,−99.7489818056511] Convexa en los intervalos [100.248991709865,∞)
Asíntotas verticales
Hay: x1=0
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo x→−∞lim(πxsin(πx))2=0 Tomamos como el límite es decir, ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda: y=0 x→∞lim(πxsin(πx))2=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 (sin(pi*x)/((pi*x)))^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo x→−∞lim(xπ21x21sin2(πx))=0 Tomamos como el límite es decir, la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha x→∞lim(xπ21x21sin2(πx))=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: (πxsin(πx))2=π2x2sin2(πx) - No (πxsin(πx))2=−π2x2sin2(πx) - No es decir, función no es par ni impar