Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(1-sqrt(1+x^2)-lambertw(exp(2-2*sqrt(1+x^2)))/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                           /          ________\
                           |         /      2 |
               ________    | 2 - 2*\/  1 + x  |
              /      2    W\e                 /
        1 - \/  1 + x   - ---------------------
                                    2          
f(x) = e                                       
$$f{\left(x \right)} = e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}}$$
f = exp(1 - sqrt(x^2 + 1) - LambertW(exp(2 - 2*sqrt(x^2 + 1)))/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:
$$e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = 0$$
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(1 - sqrt(1 + x^2) - LambertW(exp(2 - 2*sqrt(1 + x^2)))/2).
$$e^{- \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{0^{2} + 1}}\right)}{2} + \left(1 - \sqrt{0^{2} + 1}\right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = e^{- \frac{W\left(1\right)}{2}}$$
Punto:
(0, exp(-LambertW(1)/2))
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
$$\left(- \frac{x}{\sqrt{x^{2} + 1}} + \frac{x e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}} e^{2 \sqrt{x^{2} + 1} - 2} W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1} \left(W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right) + 1\right)}\right) e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
     -W(1)  
     ------ 
       2    
(0, 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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty} e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función exp(1 - sqrt(1 + x^2) - LambertW(exp(2 - 2*sqrt(1 + x^2)))/2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}}}{x}\right) = 0$$
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:
$$e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}}$$
- Sí
$$e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}} = - e^{\left(1 - \sqrt{x^{2} + 1}\right) - \frac{W\left(e^{2 - 2 \sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{2}}$$
- No
es decir, función
es
par