Sr Examen

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Gráfico de la función y = 1.5*sin(0.5x-pi/3)-3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            /x   pi\    
       3*sin|- - --|    
            \2   3 /    
f(x) = ------------- - 3
             2          
$$f{\left(x \right)} = \frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3$$
f = 3*sin(x/2 - pi/3)/2 - 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:
$$\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3 = 0$$
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 3*sin(x/2 - pi/3)/2 - 3.
$$-3 + \frac{3 \sin{\left(- \frac{\pi}{3} + \frac{0}{2} \right)}}{2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -3 - \frac{3 \sqrt{3}}{4}$$
Punto:
(0, -3 - 3*sqrt(3)/4)
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
$$\frac{3 \cos{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\pi}{3}$$
$$x_{2} = \frac{5 \pi}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                 /pi   pi\ 
            3*sin|-- + --| 
 -pi             \6    3 / 
(----, -3 - --------------)
  3               2        

                 /pi   pi\ 
            3*cos|-- - --| 
 5*pi            \3    3 / 
(----, -3 + --------------)
  3               2        


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:
$$x_{1} = - \frac{\pi}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{5 \pi}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{\pi}{3}, \frac{5 \pi}{3}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\pi}{3}\right] \cup \left[\frac{5 \pi}{3}, \infty\right)$$
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
$$- \frac{3 \sin{\left(\frac{3 x - 2 \pi}{6} \right)}}{8} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{2 \pi}{3}$$
$$x_{2} = \frac{8 \pi}{3}$$

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
$$\left(-\infty, \frac{2 \pi}{3}\right] \cup \left[\frac{8 \pi}{3}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[\frac{2 \pi}{3}, \frac{8 \pi}{3}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3\right) = \left\langle - \frac{9}{2}, - \frac{3}{2}\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle - \frac{9}{2}, - \frac{3}{2}\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3\right) = \left\langle - \frac{9}{2}, - \frac{3}{2}\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle - \frac{9}{2}, - \frac{3}{2}\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 3*sin(x/2 - pi/3)/2 - 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3 = - \frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3$$
- No
$$\frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} - \frac{\pi}{3} \right)}}{2} - 3 = \frac{3 \sin{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{3} \right)}}{2} + 3$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar