Sr Examen

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Gráfico de la función y = -3*exp(-x)/2+7*exp(x/7)/2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                   x
                   -
           -x      7
       -3*e     7*e 
f(x) = ------ + ----
         2       2  
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2}$$
f = (-3*exp(-x))/2 + (7*exp(x/7))/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:
$$\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 7 \log{\left(\frac{\sqrt[8]{3} \cdot 7^{\frac{7}{8}}}{7} \right)}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.741385627838801$$
$$x_{2} = -0.741385627838803$$
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 (-3*exp(-x))/2 + (7*exp(x/7))/2.
$$\frac{\left(-1\right) 3 e^{- 0}}{2} + \frac{7 e^{\frac{0}{7}}}{2}$$
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
$$\frac{e^{\frac{x}{7}}}{2} + \frac{3 e^{- x}}{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$\frac{e^{\frac{x}{7}} - 21 e^{- x}}{14} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 7 \log{\left(\sqrt[8]{21} \right)}$$

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
$$\left[7 \log{\left(\sqrt[8]{21} \right)}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 7 \log{\left(\sqrt[8]{21} \right)}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2}\right) = \infty$$
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 (-3*exp(-x))/2 + (7*exp(x/7))/2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2}}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2} = - \frac{3 e^{x}}{2} + \frac{7 e^{- \frac{x}{7}}}{2}$$
- No
$$\frac{\left(-1\right) 3 e^{- x}}{2} + \frac{7 e^{\frac{x}{7}}}{2} = \frac{3 e^{x}}{2} - \frac{7 e^{- \frac{x}{7}}}{2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar