Sr Examen

Gráfico de la función y = x/sin(2*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          x    
f(x) = --------
       sin(2*x)
$$f{\left(x \right)} = \frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}}$$
f = x/sin(2*x)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1.5707963267949$$
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:
$$\frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}} = 0$$
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 x/sin(2*x).
$$\frac{0}{\sin{\left(0 \cdot 2 \right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$- \frac{2 x \cos{\left(2 x \right)}}{\sin^{2}{\left(2 x \right)}} + \frac{1}{\sin{\left(2 x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 74.6094747920599$$
$$x_{2} = 96.6013861664138$$
$$x_{3} = 68.3259813506395$$
$$x_{4} = -85.6054794697228$$
$$x_{5} = -57.3297052975115$$
$$x_{6} = -69.8968599047927$$
$$x_{7} = 13.3330271294063$$
$$x_{8} = 27.4798391439445$$
$$x_{9} = -38.4780131551656$$
$$x_{10} = -96.6013861664138$$
$$x_{11} = 30.6223651301872$$
$$x_{12} = -19.6222161805821$$
$$x_{13} = 32.1935597952787$$
$$x_{14} = 38.4780131551656$$
$$x_{15} = 82.4637755597094$$
$$x_{16} = -2.24670472895453$$
$$x_{17} = -55.7587861230655$$
$$x_{18} = -33.7647173885721$$
$$x_{19} = -91.8888644664832$$
$$x_{20} = 18.0503111221878$$
$$x_{21} = -41.6200962353617$$
$$x_{22} = 99.7430603324317$$
$$x_{23} = -40.0490643144726$$
$$x_{24} = -93.4597065202651$$
$$x_{25} = 98.172223901556$$
$$x_{26} = 5.45206082971445$$
$$x_{27} = -87.1763284175963$$
$$x_{28} = 2.24670472895453$$
$$x_{29} = -76.1803402100956$$
$$x_{30} = 22.7655670069956$$
$$x_{31} = -47.9040693934309$$
$$x_{32} = 3.86262591846885$$
$$x_{33} = 46.3330961388114$$
$$x_{34} = 16.4781945199112$$
$$x_{35} = 88.7471755026564$$
$$x_{36} = -16.4781945199112$$
$$x_{37} = -24.3370721159772$$
$$x_{38} = -63.6133213216672$$
$$x_{39} = -11.7597262493445$$
$$x_{40} = -68.3259813506395$$
$$x_{41} = -5.45206082971445$$
$$x_{42} = 49.4750314121659$$
$$x_{43} = 84.0346285545694$$
$$x_{44} = -82.4637755597094$$
$$x_{45} = -49.4750314121659$$
$$x_{46} = 40.0490643144726$$
$$x_{47} = 25.9084912436398$$
$$x_{48} = -8.61037763596538$$
$$x_{49} = 91.8888644664832$$
$$x_{50} = -21.193956784066$$
$$x_{51} = -46.3330961388114$$
$$x_{52} = 90.3180208221014$$
$$x_{53} = 71.4677348441946$$
$$x_{54} = 19.6222161805821$$
$$x_{55} = -3.86262591846885$$
$$x_{56} = -60.4715244985757$$
$$x_{57} = -99.7430603324317$$
$$x_{58} = 93.4597065202651$$
$$x_{59} = -71.4677348441946$$
$$x_{60} = -54.1878598258373$$
$$x_{61} = 69.8968599047927$$
$$x_{62} = 80.8929203639828$$
$$x_{63} = -90.3180208221014$$
$$x_{64} = 11.7597262493445$$
$$x_{65} = 62.0424254948814$$
$$x_{66} = 10.1856514796438$$
$$x_{67} = 76.1803402100956$$
$$x_{68} = -25.9084912436398$$
$$x_{69} = -84.0346285545694$$
$$x_{70} = 85.6054794697228$$
$$x_{71} = -65.1842123526942$$
$$x_{72} = -77.7512028363303$$
$$x_{73} = -43.1911110173644$$
$$x_{74} = 60.4715244985757$$
$$x_{75} = -98.172223901556$$
$$x_{76} = 33.7647173885721$$
$$x_{77} = -62.0424254948814$$
$$x_{78} = -32.1935597952787$$
$$x_{79} = -18.0503111221878$$
$$x_{80} = 8.61037763596538$$
$$x_{81} = 44.7621104652086$$
$$x_{82} = 63.6133213216672$$
$$x_{83} = 77.7512028363303$$
$$x_{84} = -79.3220628366317$$
$$x_{85} = -10.1856514796438$$
$$x_{86} = -52.6169257678188$$
$$x_{87} = 55.7587861230655$$
$$x_{88} = 54.1878598258373$$
$$x_{89} = 66.7550989265392$$
$$x_{90} = 58.9006179191122$$
$$x_{91} = 47.9040693934309$$
$$x_{92} = -35.3358428558098$$
$$x_{93} = 24.3370721159772$$
$$x_{94} = -27.4798391439445$$
$$x_{95} = 41.6200962353617$$
$$x_{96} = -13.3330271294063$$
$$x_{97} = -74.6094747920599$$
$$x_{98} = 52.6169257678188$$
$$x_{99} = -30.6223651301872$$
Signos de extremos en los puntos:
(74.60947479205991, -74.6111501636788)

(96.60138616641379, -96.6026801350387)

(68.3259813506395, -68.3278107912725)

(-85.60547946972281, 85.6069396441733)

(-57.32970529751154, 57.3318856265824)

(-69.8968599047927, 69.8986482312084)

(13.333027129406338, 13.3423990509011)

(27.479839143944467, -27.4843875568851)

(-38.47801315516559, 38.4812616265254)

(-96.60138616641379, -96.6026801350387)

(30.6223651301872, -30.6264468420107)

(-19.622216180582097, 19.6285854772446)

(32.19355979527871, 32.1974423253181)

(38.47801315516559, 38.4812616265254)

(82.46377555970939, 82.4652913628644)

(-2.246704728954532, -2.30166942437585)

(-55.758786123065505, -55.7610278771631)

(-33.76471738857206, -33.7684192749696)

(-91.88886446648316, 91.8902247953487)

(18.050311122187804, -18.0572348826662)

(-41.6200962353617, 41.6230994838295)

(99.74306033243167, -99.7443135445781)

(-40.04906431447256, -40.0521853644063)

(-93.45970652026512, -93.4610439854707)

(98.172223901556, 98.1734971658708)

(5.4520608297144495, -5.47493993491313)

(-87.17632841759634, -87.1777622812872)

(2.246704728954532, -2.30166942437585)

(-76.18034021009562, 76.1819810357142)

(22.76556700699564, 22.7710570933808)

(-47.90406939343085, 47.9066787040245)

(3.8626259184688534, 3.89485288374636)

(46.33309613881142, -46.3357939158092)

(16.478194519911238, 16.4857785571696)

(88.7471755026564, 88.7485839870096)

(-16.478194519911238, 16.4857785571696)

(-24.337072115977193, -24.3422077712412)

(-63.613321321667165, 63.615286288546)

(-11.759726249344503, -11.7703509488682)

(-68.3259813506395, -68.3278107912725)

(-5.4520608297144495, -5.47493993491313)

(49.47503141216594, -49.4775578746042)

(84.0346285545694, -84.0361160234363)

(-82.46377555970939, 82.4652913628644)

(-49.47503141216594, -49.4775578746042)

(40.04906431447256, -40.0521853644063)

(25.908491243639833, 25.9133154675692)

(-8.610377635965385, -8.62488278377932)

(91.88886446648316, 91.8902247953487)

(-21.19395678406596, -21.199853871309)

(-46.33309613881142, -46.3357939158092)

(90.31802082210145, -90.3194048099385)

(71.46773484419464, -71.469483863815)

(19.622216180582097, 19.6285854772446)

(-3.8626259184688534, 3.89485288374636)

(-60.47152449857575, 60.4735915518654)

(-99.74306033243167, -99.7443135445781)

(93.45970652026512, -93.4610439854707)

(-71.46773484419464, -71.469483863815)

(-54.18785982583734, 54.1901665664961)

(69.8968599047927, 69.8986482312084)

(80.89292036398284, -80.8944656018795)

(-90.31802082210145, -90.3194048099385)

(11.759726249344503, -11.7703509488682)

(62.04242549488138, -62.0444402125437)

(10.18565147964378, 10.1979162609216)

(76.18034021009562, 76.1819810357142)

(-25.908491243639833, 25.9133154675692)

(-84.0346285545694, -84.0361160234363)

(85.60547946972281, 85.6069396441733)

(-65.1842123526942, -65.1861299667432)

(-77.75120283633034, -77.7528105118791)

(-43.191111017364356, -43.1940050344292)

(60.47152449857575, 60.4735915518654)

(-98.172223901556, 98.1734971658708)

(33.76471738857206, -33.7684192749696)

(-62.04242549488138, -62.0444402125437)

(-32.19355979527871, 32.1974423253181)

(-18.050311122187804, -18.0572348826662)

(8.610377635965385, -8.62488278377932)

(44.76211046520859, 44.7649029184643)

(63.613321321667165, 63.615286288546)

(77.75120283633034, -77.7528105118791)

(-79.32206283663172, 79.3236386751046)

(-10.18565147964378, 10.1979162609216)

(-52.6169257678188, -52.6193013755994)

(55.758786123065505, -55.7610278771631)

(54.18785982583734, 54.1901665664961)

(66.75509892653919, 66.7569714164149)

(58.90061791911219, -58.9027400997037)

(47.90406939343085, 47.9066787040245)

(-35.33584285580975, 35.33938016336)

(24.337072115977193, -24.3422077712412)

(-27.479839143944467, -27.4843875568851)

(41.6200962353617, 41.6230994838295)

(-13.333027129406338, 13.3423990509011)

(-74.60947479205991, -74.6111501636788)

(52.6169257678188, -52.6193013755994)

(-30.6223651301872, -30.6264468420107)


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:
$$x_{1} = -85.6054794697228$$
$$x_{2} = -57.3297052975115$$
$$x_{3} = -69.8968599047927$$
$$x_{4} = 13.3330271294063$$
$$x_{5} = -38.4780131551656$$
$$x_{6} = -19.6222161805821$$
$$x_{7} = 32.1935597952787$$
$$x_{8} = 38.4780131551656$$
$$x_{9} = 82.4637755597094$$
$$x_{10} = -91.8888644664832$$
$$x_{11} = -41.6200962353617$$
$$x_{12} = 98.172223901556$$
$$x_{13} = -76.1803402100956$$
$$x_{14} = 22.7655670069956$$
$$x_{15} = -47.9040693934309$$
$$x_{16} = 3.86262591846885$$
$$x_{17} = 16.4781945199112$$
$$x_{18} = 88.7471755026564$$
$$x_{19} = -16.4781945199112$$
$$x_{20} = -63.6133213216672$$
$$x_{21} = -82.4637755597094$$
$$x_{22} = 25.9084912436398$$
$$x_{23} = 91.8888644664832$$
$$x_{24} = 19.6222161805821$$
$$x_{25} = -3.86262591846885$$
$$x_{26} = -60.4715244985757$$
$$x_{27} = -54.1878598258373$$
$$x_{28} = 69.8968599047927$$
$$x_{29} = 10.1856514796438$$
$$x_{30} = 76.1803402100956$$
$$x_{31} = -25.9084912436398$$
$$x_{32} = 85.6054794697228$$
$$x_{33} = 60.4715244985757$$
$$x_{34} = -98.172223901556$$
$$x_{35} = -32.1935597952787$$
$$x_{36} = 44.7621104652086$$
$$x_{37} = 63.6133213216672$$
$$x_{38} = -79.3220628366317$$
$$x_{39} = -10.1856514796438$$
$$x_{40} = 54.1878598258373$$
$$x_{41} = 66.7550989265392$$
$$x_{42} = 47.9040693934309$$
$$x_{43} = -35.3358428558098$$
$$x_{44} = 41.6200962353617$$
$$x_{45} = -13.3330271294063$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{45} = 74.6094747920599$$
$$x_{45} = 96.6013861664138$$
$$x_{45} = 68.3259813506395$$
$$x_{45} = 27.4798391439445$$
$$x_{45} = -96.6013861664138$$
$$x_{45} = 30.6223651301872$$
$$x_{45} = -2.24670472895453$$
$$x_{45} = -55.7587861230655$$
$$x_{45} = -33.7647173885721$$
$$x_{45} = 18.0503111221878$$
$$x_{45} = 99.7430603324317$$
$$x_{45} = -40.0490643144726$$
$$x_{45} = -93.4597065202651$$
$$x_{45} = 5.45206082971445$$
$$x_{45} = -87.1763284175963$$
$$x_{45} = 2.24670472895453$$
$$x_{45} = 46.3330961388114$$
$$x_{45} = -24.3370721159772$$
$$x_{45} = -11.7597262493445$$
$$x_{45} = -68.3259813506395$$
$$x_{45} = -5.45206082971445$$
$$x_{45} = 49.4750314121659$$
$$x_{45} = 84.0346285545694$$
$$x_{45} = -49.4750314121659$$
$$x_{45} = 40.0490643144726$$
$$x_{45} = -8.61037763596538$$
$$x_{45} = -21.193956784066$$
$$x_{45} = -46.3330961388114$$
$$x_{45} = 90.3180208221014$$
$$x_{45} = 71.4677348441946$$
$$x_{45} = -99.7430603324317$$
$$x_{45} = 93.4597065202651$$
$$x_{45} = -71.4677348441946$$
$$x_{45} = 80.8929203639828$$
$$x_{45} = -90.3180208221014$$
$$x_{45} = 11.7597262493445$$
$$x_{45} = 62.0424254948814$$
$$x_{45} = -84.0346285545694$$
$$x_{45} = -65.1842123526942$$
$$x_{45} = -77.7512028363303$$
$$x_{45} = -43.1911110173644$$
$$x_{45} = 33.7647173885721$$
$$x_{45} = -62.0424254948814$$
$$x_{45} = -18.0503111221878$$
$$x_{45} = 8.61037763596538$$
$$x_{45} = 77.7512028363303$$
$$x_{45} = -52.6169257678188$$
$$x_{45} = 55.7587861230655$$
$$x_{45} = 58.9006179191122$$
$$x_{45} = 24.3370721159772$$
$$x_{45} = -27.4798391439445$$
$$x_{45} = -74.6094747920599$$
$$x_{45} = 52.6169257678188$$
$$x_{45} = -30.6223651301872$$
Decrece en los intervalos
$$\left[98.172223901556, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -98.172223901556\right]$$
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
$$\frac{4 \left(x \left(1 + \frac{2 \cos^{2}{\left(2 x \right)}}{\sin^{2}{\left(2 x \right)}}\right) - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{\sin{\left(2 x \right)}}\right)}{\sin{\left(2 x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1.5707963267949$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función x/sin(2*x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \frac{1}{\sin{\left(2 x \right)}} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle x$$
$$\lim_{x \to \infty} \frac{1}{\sin{\left(2 x \right)}} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle x$$
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:
$$\frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}} = \frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}}$$
- Sí
$$\frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}} = - \frac{x}{\sin{\left(2 x \right)}}$$
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = x/sin(2*x)