Sr Examen

Gráfico de la función y = cos(2*asin(x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = cos(2*asin(x))
f(x)=cos(2asin(x))f{\left(x \right)} = \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}
f = cos(2*asin(x))
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-400200
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:
cos(2asin(x))=0\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=22x_{1} = \frac{\sqrt{2}}{2}
Solución numérica
x1=0.707106781186548x_{1} = 0.707106781186548
x2=0.707106781186548x_{2} = -0.707106781186548
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 cos(2*asin(x)).
cos(2asin(0))\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(0 \right)} \right)}
Resultado:
f(0)=1f{\left(0 \right)} = 1
Punto:
(0, 1)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
2sin(2asin(x))1x2=0- \frac{2 \sin{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}}{\sqrt{1 - x^{2}}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
Signos de extremos en los puntos:
(0, 1)


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:
x1=0x_{1} = 0
Decrece en los intervalos
(,0]\left(-\infty, 0\right]
Crece en los intervalos
[0,)\left[0, \infty\right)
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
2(xsin(2asin(x))(1x2)32+2cos(2asin(x))x21)=02 \left(- \frac{x \sin{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}}{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{2 \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}}{x^{2} - 1}\right) = 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
limxcos(2asin(x))=\lim_{x \to -\infty} \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)} = \infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
limxcos(2asin(x))=\lim_{x \to \infty} \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \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 cos(2*asin(x)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
y=xlimx(cos(2asin(x))x)y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}}{x}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
y=xlimx(cos(2asin(x))x)y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}}{x}\right)
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:
cos(2asin(x))=cos(2asin(x))\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)} = \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}
- Sí
cos(2asin(x))=cos(2asin(x))\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)} = - \cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(x \right)} \right)}
- No
es decir, función
es
par