Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(x)/27-x^2*exp(x)/3-x*exp(x)/9+exp(-2*x)+exp(3*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        x    2  x      x               
       e    x *e    x*e     -2*x    3*x
f(x) = -- - ----- - ---- + e     + e   
       27     3      9                 
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x}$$
f = -x*exp(x)/9 - x^2*exp(x)/3 + exp(x)/27 + exp(-2*x) + exp(3*x)
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:
$$\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x} = 0$$
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)/27 - x^2*exp(x)/3 - x*exp(x)/9 + exp(-2*x) + exp(3*x).
$$e^{0 \cdot 3} + \left(\left(- \frac{0 e^{0}}{9} + \left(- \frac{0^{2} e^{0}}{3} + \frac{e^{0}}{27}\right)\right) + e^{- 0}\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{55}{27}$$
Punto:
(0, 55/27)
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
$$- \frac{x^{2} e^{x}}{3} - \frac{7 x e^{x}}{9} + 3 e^{3 x} - \frac{2 e^{x}}{27} - 2 e^{- 2 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -0.0799956624974014$$
Signos de extremos en los puntos:
(-0.07999566249740135, 2.00056439002689)


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:
$$x_{1} = -0.0799956624974014$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[-0.0799956624974014, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -0.0799956624974014\right]$$
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
$$- \frac{x^{2} e^{x}}{3} - \frac{13 x e^{x}}{9} + 9 e^{3 x} - \frac{23 e^{x}}{27} + 4 e^{- 2 x} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x}\right) = \infty$$
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)/27 - x^2*exp(x)/3 - x*exp(x)/9 + exp(-2*x) + exp(3*x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x} = - \frac{x^{2} e^{- x}}{3} + \frac{x e^{- x}}{9} + e^{2 x} + \frac{e^{- x}}{27} + e^{- 3 x}$$
- No
$$\left(\left(- \frac{x e^{x}}{9} + \left(- \frac{x^{2} e^{x}}{3} + \frac{e^{x}}{27}\right)\right) + e^{- 2 x}\right) + e^{3 x} = \frac{x^{2} e^{- x}}{3} - \frac{x e^{- x}}{9} - e^{2 x} - \frac{e^{- x}}{27} - e^{- 3 x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar