Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(x*(-2+sqrt(5)))+exp(x*(-2-sqrt(5)))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /       ___\      /       ___\
        x*\-2 + \/ 5 /    x*\-2 - \/ 5 /
f(x) = e               + e              
$$f{\left(x \right)} = e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)}$$
f = exp(x*(-2 + sqrt(5))) + exp(x*(-sqrt(5) - 2))
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:
$$e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} = 0$$
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*(-2 + sqrt(5))) + exp(x*(-2 - sqrt(5))).
$$e^{0 \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{0 \left(- \sqrt{5} - 2\right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 2$$
Punto:
(0, 2)
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
$$\left(-2 + \sqrt{5}\right) e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + \left(- \sqrt{5} - 2\right) e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \sqrt{5} \left(- \frac{\log{\left(-2 + \sqrt{5} \right)}}{10} + \frac{\log{\left(2 + \sqrt{5} \right)}}{10}\right)$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                ___ /       ___\                      ___ /       ___\ 
                                                              \/ 5 *\-2 + \/ 5 /                    \/ 5 *\-2 - \/ 5 / 
                                             /    ___________\                     /    ___________\                   
       /     /       ___\      /      ___\\  | 10/       ___ |                     | 10/       ___ |                   
   ___ |  log\-2 + \/ 5 /   log\2 + \/ 5 /|  | \/  2 + \/ 5  |                     | \/  2 + \/ 5  |                   
(\/ 5 *|- --------------- + --------------|, |---------------|                   + |---------------|                  )
       \         10               10      /  |   ____________|                     |   ____________|                   
                                             |10/        ___ |                     |10/        ___ |                   
                                             \\/  -2 + \/ 5  /                     \\/  -2 + \/ 5  /                   


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:
$$x_{1} = \sqrt{5} \left(- \frac{\log{\left(-2 + \sqrt{5} \right)}}{10} + \frac{\log{\left(2 + \sqrt{5} \right)}}{10}\right)$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\sqrt{5} \left(- \frac{\log{\left(-2 + \sqrt{5} \right)}}{10} + \frac{\log{\left(2 + \sqrt{5} \right)}}{10}\right), \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \sqrt{5} \left(- \frac{\log{\left(-2 + \sqrt{5} \right)}}{10} + \frac{\log{\left(2 + \sqrt{5} \right)}}{10}\right)\right]$$
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
$$\left(2 + \sqrt{5}\right)^{2} e^{- x \left(2 + \sqrt{5}\right)} + \left(2 - \sqrt{5}\right)^{2} e^{- x \left(2 - \sqrt{5}\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)}\right) = \infty$$
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 exp(x*(-2 + sqrt(5))) + exp(x*(-2 - sqrt(5))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} = e^{- x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} + e^{- x \left(-2 + \sqrt{5}\right)}$$
- No
$$e^{x \left(-2 + \sqrt{5}\right)} + e^{x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} = - e^{- x \left(- \sqrt{5} - 2\right)} - e^{- x \left(-2 + \sqrt{5}\right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar