Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(x)+exp(x*(-3+sqrt(21))/2)+exp(x*(-3-sqrt(21))/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
               /       ____\      /       ____\
             x*\-3 + \/ 21 /    x*\-3 - \/ 21 /
             ---------------    ---------------
        x           2                  2       
f(x) = e  + e                + e               
$$f{\left(x \right)} = \left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}}$$
f = exp(x) + exp((x*(-3 + sqrt(21)))/2) + exp((x*(-sqrt(21) - 3))/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:
$$\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} = 0$$
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) + exp((x*(-3 + sqrt(21)))/2) + exp((x*(-3 - sqrt(21)))/2).
$$e^{\frac{0 \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} + \left(e^{0} + e^{\frac{0 \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right)$$
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
$$e^{x} + \left(- \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{21}}{2}\right) e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}} + \left(- \frac{\sqrt{21}}{2} - \frac{3}{2}\right) e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0.159527545194624$$
$$x_{2} = 0.159527545194556$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                ____                                           ____ 
                                                            0.079763772597312*\/ 21                       -0.079763772597312*\/ 21  
(0.15952754519462392, 1.17295657109279 + 0.787185527816971*e                         + 0.787185527816971*e                         )

                                                                                ____                                            ____ 
                                                           0.0797637725972779*\/ 21                       -0.0797637725972779*\/ 21  
(0.1595275451945559, 1.17295657109271 + 0.787185527817051*e                          + 0.787185527817051*e                          )


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:
$$x_{1} = 0.159527545194624$$
$$x_{2} = 0.159527545194556$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0.159527545194624, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0.159527545194556\right]$$
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
$$e^{x} + \frac{\left(3 + \sqrt{21}\right)^{2} e^{- \frac{x \left(3 + \sqrt{21}\right)}{2}}}{4} + \frac{\left(3 - \sqrt{21}\right)^{2} e^{- \frac{x \left(3 - \sqrt{21}\right)}{2}}}{4} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}}\right) = \infty$$
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) + exp((x*(-3 + sqrt(21)))/2) + exp((x*(-3 - sqrt(21)))/2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} = e^{- \frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} + e^{- \frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}} + e^{- x}$$
- No
$$\left(e^{x} + e^{\frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}}\right) + e^{\frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} = - e^{- \frac{x \left(- \sqrt{21} - 3\right)}{2}} - e^{- \frac{x \left(-3 + \sqrt{21}\right)}{2}} - e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar