Sr Examen

Gráfico de la función y = |2^x-4|

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       | x    |
f(x) = |2  - 4|
$$f{\left(x \right)} = \left|{2^{x} - 4}\right|$$
f = |2^x - 4|
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:
$$\left|{2^{x} - 4}\right| = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 2$$
Solución numérica
$$x_{1} = 2$$
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 |2^x - 4|.
$$\left|{-4 + 2^{0}}\right|$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 3$$
Punto:
(0, 3)
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
$$2^{x} \log{\left(2 \right)} \operatorname{sign}{\left(2^{x} - 4 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -74.176760093132$$
$$x_{2} = -60.176760093132$$
$$x_{3} = -64.176760093132$$
$$x_{4} = -112.176760093132$$
$$x_{5} = -54.176760093132$$
$$x_{6} = -50.176760093132$$
$$x_{7} = -52.176760093132$$
$$x_{8} = -110.176760093132$$
$$x_{9} = -88.176760093132$$
$$x_{10} = -82.176760093132$$
$$x_{11} = -66.176760093132$$
$$x_{12} = -46.176760093132$$
$$x_{13} = -114.176760093132$$
$$x_{14} = -80.176760093132$$
$$x_{15} = -42.176760093132$$
$$x_{16} = -106.176760093132$$
$$x_{17} = -104.176760093132$$
$$x_{18} = -62.176760093132$$
$$x_{19} = -108.176760093132$$
$$x_{20} = -94.176760093132$$
$$x_{21} = -72.176760093132$$
$$x_{22} = -124.176760093132$$
$$x_{23} = -56.176760093132$$
$$x_{24} = -68.176760093132$$
$$x_{25} = -98.176760093132$$
$$x_{26} = -44.176760093132$$
$$x_{27} = -120.176760093132$$
$$x_{28} = -100.176760093132$$
$$x_{29} = -128.176760093132$$
$$x_{30} = -48.176760093132$$
$$x_{31} = -92.176760093132$$
$$x_{32} = -40.176760093132$$
$$x_{33} = -118.176760093132$$
$$x_{34} = -58.176760093132$$
$$x_{35} = -96.176760093132$$
$$x_{36} = -78.176760093132$$
$$x_{37} = 2$$
$$x_{38} = -70.176760093132$$
$$x_{39} = -116.176760093132$$
$$x_{40} = -76.176760093132$$
$$x_{41} = -126.176760093132$$
$$x_{42} = -90.176760093132$$
$$x_{43} = -84.176760093132$$
$$x_{44} = -130.176760093132$$
$$x_{45} = -102.176760093132$$
$$x_{46} = -86.176760093132$$
$$x_{47} = -122.176760093132$$
Signos de extremos en los puntos:
(-74.17676009313203, 4)

(-60.176760093132025, 4)

(-64.17676009313203, 4)

(-112.17676009313203, 4)

(-54.176760093132025, 4)

(-50.176760093132025, 4)

(-52.176760093132025, 4)

(-110.17676009313203, 4)

(-88.17676009313203, 4)

(-82.17676009313203, 4)

(-66.17676009313203, 4)

(-46.176760093132025, 3.99999999999999)

(-114.17676009313203, 4)

(-80.17676009313203, 4)

(-42.176760093132025, 3.9999999999998)

(-106.17676009313203, 4)

(-104.17676009313203, 4)

(-62.176760093132025, 4)

(-108.17676009313203, 4)

(-94.17676009313203, 4)

(-72.17676009313203, 4)

(-124.17676009313203, 4)

(-56.176760093132025, 4)

(-68.17676009313203, 4)

(-98.17676009313203, 4)

(-44.176760093132025, 3.99999999999995)

(-120.17676009313203, 4)

(-100.17676009313203, 4)

(-128.17676009313203, 4)

(-48.176760093132025, 4)

(-92.17676009313203, 4)

(-40.176760093132025, 3.9999999999992)

(-118.17676009313203, 4)

(-58.176760093132025, 4)

(-96.17676009313203, 4)

(-78.17676009313203, 4)

(2, 0)

(-70.17676009313203, 4)

(-116.17676009313203, 4)

(-76.17676009313203, 4)

(-126.17676009313203, 4)

(-90.17676009313203, 4)

(-84.17676009313203, 4)

(-130.17676009313203, 4)

(-102.17676009313203, 4)

(-86.17676009313203, 4)

(-122.17676009313203, 4)


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:
$$x_{1} = 2$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[2, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2\right]$$
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
$$2^{x} \left(2 \cdot 2^{x} \delta\left(2^{x} - 4\right) + \operatorname{sign}{\left(2^{x} - 4 \right)}\right) \log{\left(2 \right)}^{2} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty} \left|{2^{x} - 4}\right| = 4$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 4$$
$$\lim_{x \to \infty} \left|{2^{x} - 4}\right| = \infty$$
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 |2^x - 4|, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left|{2^{x} - 4}\right|}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left|{2^{x} - 4}\right|}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left|{2^{x} - 4}\right| = \left|{4 - 2^{- x}}\right|$$
- No
$$\left|{2^{x} - 4}\right| = - \left|{4 - 2^{- x}}\right|$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar