Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = x*sqrt(9-x^2)/(x-1)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            ________
           /      2 
       x*\/  9 - x  
f(x) = -------------
           x - 1    
$$f{\left(x \right)} = \frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1}$$
f = (x*sqrt(9 - x^2))/(x - 1)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 1$$
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:
$$\frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 0$$
$$x_{3} = 3$$
Solución numérica
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 0$$
$$x_{3} = 3$$
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*sqrt(9 - x^2))/(x - 1).
$$\frac{0 \sqrt{9 - 0^{2}}}{-1}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$- \frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{- \frac{x^{2}}{\sqrt{9 - x^{2}}} + \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}} + \frac{2}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                     ______________________________________________________________                                                         
                                                                    /                                                            2                                                          
                                                                   /      /                                    _________________\   /                                    _________________\ 
                                                                  /       |                                   /           _____ |   |                                   /           _____ | 
                                                                 /        |                                  /  227   9*\/ 633  |   |                                  /  227   9*\/ 633  | 
                                                                /         |                               3 /   --- + --------- |   |                               3 /   --- + --------- | 
                                                               /          |2              4               \/     2        2     |   |2              4               \/     2        2     | 
                                                              /       9 - |- - ------------------------ - ----------------------|  *|- - ------------------------ - ----------------------| 
                                     _________________       /            |3          _________________             3           |   |3          _________________             3           | 
                                    /           _____       /             |          /           _____                          |   |          /           _____                          | 
                                   /  227   9*\/ 633       /              |         /  227   9*\/ 633                           |   |         /  227   9*\/ 633                           | 
                                3 /   --- + ---------     /               |    3*3 /   --- + ---------                          |   |    3*3 /   --- + ---------                          | 
 2              4               \/     2        2       \/                \      \/     2        2                              /   \      \/     2        2                              / 
(- - ------------------------ - ----------------------, -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------)
 3          _________________             3                                                                                         _________________                                       
           /           _____                                                                                                       /           _____                                        
          /  227   9*\/ 633                                                                                                       /  227   9*\/ 633                                         
     3*3 /   --- + ---------                                                                                                   3 /   --- + ---------                                        
       \/     2        2                                                                        1              4               \/     2        2                                            
                                                                                              - - - ------------------------ - ----------------------                                       
                                                                                                3          _________________             3                                                  
                                                                                                          /           _____                                                                 
                                                                                                         /  227   9*\/ 633                                                                  
                                                                                                    3*3 /   --- + ---------                                                                 
                                                                                                      \/     2        2                                                                     


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:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}} + \frac{2}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}} + \frac{2}{3}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{\frac{9 \sqrt{633}}{2} + \frac{227}{2}}} + \frac{2}{3}, \infty\right)$$
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
$$\frac{\frac{2 x \sqrt{9 - x^{2}}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{x \left(\frac{x^{2}}{x^{2} - 9} - 3\right)}{\sqrt{9 - x^{2}}} + \frac{2 \left(\frac{x^{2}}{\sqrt{9 - x^{2}}} - \sqrt{9 - x^{2}}\right)}{x - 1}}{x - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{9}{7 \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}} + \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 1$$

$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\frac{2 x \sqrt{9 - x^{2}}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{x \left(\frac{x^{2}}{x^{2} - 9} - 3\right)}{\sqrt{9 - x^{2}}} + \frac{2 \left(\frac{x^{2}}{\sqrt{9 - x^{2}}} - \sqrt{9 - x^{2}}\right)}{x - 1}}{x - 1}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\frac{2 x \sqrt{9 - x^{2}}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{x \left(\frac{x^{2}}{x^{2} - 9} - 3\right)}{\sqrt{9 - x^{2}}} + \frac{2 \left(\frac{x^{2}}{\sqrt{9 - x^{2}}} - \sqrt{9 - x^{2}}\right)}{x - 1}}{x - 1}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 1$$
- es el punto de flexión

Intervalos de convexidad y concavidad:
Hallemos los intervales donde la función es convexa o cóncava, para eso veamos cómo se comporta la función en los puntos de flexiones:
Cóncava en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{9}{7 \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}} + \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{9}{7 \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}} + \sqrt[3]{\frac{81}{7} + \frac{216 \sqrt{7}}{49}}, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1}\right) = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1}\right) = \infty i$$
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 (x*sqrt(9 - x^2))/(x - 1), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1}\right) = - i$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = - i x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1}\right) = i$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = i x$$
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:
$$\frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1} = - \frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{- x - 1}$$
- No
$$\frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{x - 1} = \frac{x \sqrt{9 - x^{2}}}{- x - 1}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar