Sr Examen

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Gráfico de la función y = 2x^3-9x^2-12x-2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          3      2           
f(x) = 2*x  - 9*x  - 12*x - 2
$$f{\left(x \right)} = \left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2$$
f = -12*x + 2*x^3 - 9*x^2 - 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:
$$\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{3}{2} + \frac{17}{4 \sqrt[3]{\frac{67}{8} + \frac{\sqrt{106} i}{4}}} + \sqrt[3]{\frac{67}{8} + \frac{\sqrt{106} i}{4}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.905688050281255$$
$$x_{2} = -0.197069551769981$$
$$x_{3} = 5.60275760205124$$
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 2*x^3 - 9*x^2 - 12*x - 2.
$$-2 + \left(\left(2 \cdot 0^{3} - 9 \cdot 0^{2}\right) - 0\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -2$$
Punto:
(0, -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
$$6 x^{2} - 18 x - 12 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{2} - \frac{\sqrt{17}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{17}}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                 2                 3            
       ____          /      ____\      /      ____\             
 3   \/ 17           |3   \/ 17 |      |3   \/ 17 |        ____ 
(- - ------, -20 - 9*|- - ------|  + 2*|- - ------|  + 6*\/ 17 )
 2     2             \2     2   /      \2     2   /             

                                 2                            3 
       ____          /      ____\                 /      ____\  
 3   \/ 17           |3   \/ 17 |        ____     |3   \/ 17 |  
(- + ------, -20 - 9*|- + ------|  - 6*\/ 17  + 2*|- + ------| )
 2     2             \2     2   /                 \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:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{17}}{2}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{3}{2} - \frac{\sqrt{17}}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{3}{2} - \frac{\sqrt{17}}{2}\right] \cup \left[\frac{3}{2} + \frac{\sqrt{17}}{2}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[\frac{3}{2} - \frac{\sqrt{17}}{2}, \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{17}}{2}\right]$$
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
$$6 \left(2 x - 3\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{2}$$

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
$$\left[\frac{3}{2}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{3}{2}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2\right) = \infty$$
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 2*x^3 - 9*x^2 - 12*x - 2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2 = - 2 x^{3} - 9 x^{2} + 12 x - 2$$
- No
$$\left(- 12 x + \left(2 x^{3} - 9 x^{2}\right)\right) - 2 = 2 x^{3} + 9 x^{2} - 12 x + 2$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar