Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = cos(4*x)/32+(1+x)*exp(4*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       cos(4*x)            4*x
f(x) = -------- + (1 + x)*e   
          32                  
$$f{\left(x \right)} = \left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}$$
f = (x + 1)*exp(4*x) + cos(4*x)/32
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:
$$\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -67.9369411338793$$
$$x_{2} = -5.89048622776972$$
$$x_{3} = -21.5984494934298$$
$$x_{4} = -100.138265833175$$
$$x_{5} = -0.646808042115563$$
$$x_{6} = -96.9966731795849$$
$$x_{7} = -16.1006623496477$$
$$x_{8} = -12.1736715326604$$
$$x_{9} = -83.6449044018282$$
$$x_{10} = -89.9280897090078$$
$$x_{11} = -13.7444678594553$$
$$x_{12} = -2.74912809574286$$
$$x_{13} = -1.96047621357419$$
$$x_{14} = -68.7223392972767$$
$$x_{15} = -75.0055246044563$$
$$x_{16} = -60.0829594999048$$
$$x_{17} = -167.682507885356$$
$$x_{18} = -93.8550805259951$$
$$x_{19} = -27.8816348006094$$
$$x_{20} = -79.717913584841$$
$$x_{21} = -42.0188017417635$$
$$x_{22} = -65.5807466436869$$
$$x_{23} = -45.9457925587507$$
$$x_{24} = -87.5718952188155$$
$$x_{25} = -71.8639319508665$$
$$x_{26} = -64.009950316892$$
$$x_{27} = -97.7820713429823$$
$$x_{28} = -20.8130513300324$$
$$x_{29} = -34.164820107789$$
$$x_{30} = -20.0276531666349$$
$$x_{31} = -23.9546439836222$$
$$x_{32} = -49.872783375738$$
$$x_{33} = -61.6537558266997$$
$$x_{34} = -75.7909227678538$$
$$x_{35} = -10.6028752058656$$
$$x_{36} = -43.5895980685584$$
$$x_{37} = -31.8086256175967$$
$$x_{38} = -53.7997741927252$$
$$x_{39} = -38.0918109247762$$
$$x_{40} = -57.7267650097125$$
$$x_{41} = -9.8174770424681$$
$$x_{42} = -17.6714586764426$$
$$x_{43} = -35.7356164345839$$
$$x_{44} = -56.1559686829176$$
$$x_{45} = -86.0010988920206$$
$$x_{46} = -39.6626072515711$$
$$x_{47} = -78.1471172580461$$
$$x_{48} = -82.0741080750334$$
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 cos(4*x)/32 + (1 + x)*exp(4*x).
$$\frac{\cos{\left(0 \cdot 4 \right)}}{32} + e^{0 \cdot 4}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{33}{32}$$
Punto:
(0, 33/32)
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
$$4 \left(x + 1\right) e^{4 x} + e^{4 x} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{8} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -43.9822971502571$$
$$x_{2} = -85.6083998103219$$
$$x_{3} = -59.6902604182061$$
$$x_{4} = -55.7632696012188$$
$$x_{5} = -69.9004365423729$$
$$x_{6} = -109.170344712245$$
$$x_{7} = -7.85398163397568$$
$$x_{8} = -62.0464549083984$$
$$x_{9} = -58.1194640914112$$
$$x_{10} = -95.8185759344887$$
$$x_{11} = -21.9911485751286$$
$$x_{12} = -23.5619449019235$$
$$x_{13} = -51.8362787842316$$
$$x_{14} = -80.1106126665397$$
$$x_{15} = -65.9734457253857$$
$$x_{16} = -69.1150383789755$$
$$x_{17} = -0.876885770538959$$
$$x_{18} = -77.7544181763474$$
$$x_{19} = -63.6172512351933$$
$$x_{20} = -99.7455667514759$$
$$x_{21} = -54.1924732744239$$
$$x_{22} = -1.57556849694652$$
$$x_{23} = -91.8915851175014$$
$$x_{24} = -87.9645943005142$$
$$x_{25} = -47.9092879672443$$
$$x_{26} = -32.2013246992954$$
$$x_{27} = -3.92698758953234$$
$$x_{28} = -10.9955742875643$$
$$x_{29} = -88.7499924639117$$
$$x_{30} = -15.707963267949$$
$$x_{31} = -36.1283155162826$$
$$x_{32} = -14.1371669411541$$
$$x_{33} = -11.7809724509617$$
$$x_{34} = -76.1836218495525$$
$$x_{35} = -45.553093477052$$
$$x_{36} = -40.0553063332699$$
$$x_{37} = -73.8274273593601$$
$$x_{38} = -41.6261026600648$$
$$x_{39} = -37.6991118430775$$
$$x_{40} = -81.6814089933346$$
$$x_{41} = -84.037603483527$$
$$x_{42} = -18.0641577581413$$
$$x_{43} = -25.9181393921158$$
$$x_{44} = -33.7721210260903$$
$$x_{45} = -98.174770424681$$
$$x_{46} = -19.6349540849362$$
$$x_{47} = -64.4026493985908$$
$$x_{48} = -29.845130209103$$
Signos de extremos en los puntos:
(-43.982297150257104, 0.03125)

(-85.60839981032187, -0.03125)

(-59.69026041820607, 0.03125)

(-55.76326960121883, -0.03125)

(-69.9004365423729, -0.03125)

(-109.17034471224531, -0.03125)

(-7.853981633975683, 0.0312499999998443)

(-62.04645490839842, -0.03125)

(-58.119464091411174, 0.03125)

(-95.81857593448869, 0.03125)

(-21.991148575128552, 0.03125)

(-23.56194490192345, 0.03125)

(-51.83627878423159, 0.03125)

(-80.11061266653972, 0.03125)

(-65.97344572538566, 0.03125)

(-69.11503837897546, 0.03125)

(-0.8768857705389588, -0.0254909626733258)

(-77.75441817634739, -0.03125)

(-63.617251235193315, -0.03125)

(-99.74556675147593, -0.03125)

(-54.19247327442393, -0.03125)

(-1.575568496946523, 0.0301897882811398)

(-91.89158511750145, -0.03125)

(-87.96459430051421, 0.03125)

(-47.909287967244346, -0.03125)

(-32.201324699295384, -0.03125)

(-3.926987589532341, -0.0312504411051767)

(-10.995574287564276, 0.03125)

(-88.74999246391165, -0.03125)

(-15.707963267948966, 0.03125)

(-36.12831551628262, 0.03125)

(-14.137166941154069, 0.03125)

(-11.780972450961725, -0.03125)

(-76.18362184955248, -0.03125)

(-45.553093477052, 0.03125)

(-40.05530633326986, -0.03125)

(-73.82742735936014, 0.03125)

(-41.62610266006476, -0.03125)

(-37.69911184307752, 0.03125)

(-81.68140899333463, 0.03125)

(-84.03760348352696, -0.03125)

(-18.06415775814131, -0.03125)

(-25.918139392115794, -0.03125)

(-33.772121026090275, -0.03125)

(-98.17477042468104, -0.03125)

(-19.634954084936208, -0.03125)

(-64.40264939859077, 0.03125)

(-29.845130209103036, 0.03125)


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:
$$x_{1} = -85.6083998103219$$
$$x_{2} = -55.7632696012188$$
$$x_{3} = -69.9004365423729$$
$$x_{4} = -109.170344712245$$
$$x_{5} = -62.0464549083984$$
$$x_{6} = -0.876885770538959$$
$$x_{7} = -77.7544181763474$$
$$x_{8} = -63.6172512351933$$
$$x_{9} = -99.7455667514759$$
$$x_{10} = -54.1924732744239$$
$$x_{11} = -91.8915851175014$$
$$x_{12} = -47.9092879672443$$
$$x_{13} = -32.2013246992954$$
$$x_{14} = -3.92698758953234$$
$$x_{15} = -88.7499924639117$$
$$x_{16} = -11.7809724509617$$
$$x_{17} = -76.1836218495525$$
$$x_{18} = -40.0553063332699$$
$$x_{19} = -41.6261026600648$$
$$x_{20} = -84.037603483527$$
$$x_{21} = -18.0641577581413$$
$$x_{22} = -25.9181393921158$$
$$x_{23} = -33.7721210260903$$
$$x_{24} = -98.174770424681$$
$$x_{25} = -19.6349540849362$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{25} = -43.9822971502571$$
$$x_{25} = -59.6902604182061$$
$$x_{25} = -7.85398163397568$$
$$x_{25} = -58.1194640914112$$
$$x_{25} = -95.8185759344887$$
$$x_{25} = -21.9911485751286$$
$$x_{25} = -23.5619449019235$$
$$x_{25} = -51.8362787842316$$
$$x_{25} = -80.1106126665397$$
$$x_{25} = -65.9734457253857$$
$$x_{25} = -69.1150383789755$$
$$x_{25} = -1.57556849694652$$
$$x_{25} = -87.9645943005142$$
$$x_{25} = -10.9955742875643$$
$$x_{25} = -15.707963267949$$
$$x_{25} = -36.1283155162826$$
$$x_{25} = -14.1371669411541$$
$$x_{25} = -45.553093477052$$
$$x_{25} = -73.8274273593601$$
$$x_{25} = -37.6991118430775$$
$$x_{25} = -81.6814089933346$$
$$x_{25} = -64.4026493985908$$
$$x_{25} = -29.845130209103$$
Decrece en los intervalos
$$\left[-0.876885770538959, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -109.170344712245\right]$$
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
$$16 \left(x + 1\right) e^{4 x} + 8 e^{4 x} - \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -67.9369411338793$$
$$x_{2} = -21.5984494934298$$
$$x_{3} = -100.138265833175$$
$$x_{4} = -96.9966731795849$$
$$x_{5} = -16.1006623496477$$
$$x_{6} = -12.1736715326604$$
$$x_{7} = -2.74872587260464$$
$$x_{8} = -83.6449044018282$$
$$x_{9} = -13.7444678594553$$
$$x_{10} = -89.9280897090078$$
$$x_{11} = -68.7223392972767$$
$$x_{12} = -75.0055246044563$$
$$x_{13} = -60.0829594999048$$
$$x_{14} = -167.682507885356$$
$$x_{15} = -93.8550805259951$$
$$x_{16} = -27.8816348006094$$
$$x_{17} = -5.89048622342601$$
$$x_{18} = -79.717913584841$$
$$x_{19} = -42.0188017417635$$
$$x_{20} = -65.5807466436869$$
$$x_{21} = -45.9457925587507$$
$$x_{22} = -87.5718952188155$$
$$x_{23} = -71.8639319508665$$
$$x_{24} = -64.009950316892$$
$$x_{25} = -97.7820713429823$$
$$x_{26} = -20.8130513300324$$
$$x_{27} = -34.164820107789$$
$$x_{28} = -20.0276531666349$$
$$x_{29} = -23.9546439836222$$
$$x_{30} = -49.872783375738$$
$$x_{31} = -61.6537558266997$$
$$x_{32} = -75.7909227678538$$
$$x_{33} = -10.6028752058656$$
$$x_{34} = -43.5895980685584$$
$$x_{35} = -31.8086256175967$$
$$x_{36} = -53.7997741927252$$
$$x_{37} = -38.0918109247762$$
$$x_{38} = -57.7267650097125$$
$$x_{39} = -9.8174770424681$$
$$x_{40} = -1.96493105023024$$
$$x_{41} = -17.6714586764426$$
$$x_{42} = -35.7356164345839$$
$$x_{43} = -56.1559686829176$$
$$x_{44} = -86.0010988920206$$
$$x_{45} = -1.19814085116713$$
$$x_{46} = -39.6626072515711$$
$$x_{47} = -78.1471172580461$$
$$x_{48} = -82.0741080750334$$

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
$$\left[-1.19814085116713, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -167.682507885356\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}\right) = \left\langle - \frac{1}{32}, \frac{1}{32}\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle - \frac{1}{32}, \frac{1}{32}\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}\right) = \infty$$
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 cos(4*x)/32 + (1 + x)*exp(4*x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32} = \left(1 - x\right) e^{- 4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}$$
- No
$$\left(x + 1\right) e^{4 x} + \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32} = - \left(1 - x\right) e^{- 4 x} - \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{32}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar