Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = x^2+3x+8/(x-1)(x+5)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        2           8          
f(x) = x  + 3*x + -----*(x + 5)
                  x - 1        
$$f{\left(x \right)} = \frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right)$$
f = (8/(x - 1))*(x + 5) + x^2 + 3*x
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:
$$\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{503 + 18 \sqrt{785}}}{3} - \frac{2}{3} + \frac{11}{3 \sqrt[3]{503 + 18 \sqrt{785}}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -3.64233885390233$$
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^2 + 3*x + (8/(x - 1))*(x + 5).
$$5 \frac{8}{-1} + \left(0^{2} + 0 \cdot 3\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -40$$
Punto:
(0, -40)
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
$$2 x + 3 + \frac{8}{x - 1} - \frac{8 \left(x + 5\right)}{\left(x - 1\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{6} + \frac{25}{36 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                                                                                                  /          _________________                            \ 
                                                                                                                                                                                  |         /          ______                             | 
                                                                                                                                                                                  |31      /  2467   \/ 1171                 25           | 
                                                                                                                                                                                8*|-- + 3 /   ---- + --------  + -------------------------| 
                                                                                                                                                                                  |6    \/    216       3                _________________| 
                                                                                                                     2                                                            |                                     /          ______ | 
          _________________                                  /         _________________                            \           _________________                                 |                                    /  2467   \/ 1171  | 
         /          ______                                   |        /          ______                             |          /          ______                                  |                              36*3 /   ---- + -------- | 
 1      /  2467   \/ 1171                 25             1   |1      /  2467   \/ 1171                 25           |         /  2467   \/ 1171                 25                \                                 \/    216       3     / 
(- + 3 /   ---- + --------  + -------------------------, - + |- + 3 /   ---- + --------  + -------------------------|  + 3*3 /   ---- + --------  + ------------------------- + -----------------------------------------------------------)
 6   \/    216       3                _________________  2   |6   \/    216       3                _________________|      \/    216       3                _________________                _________________                              
                                     /          ______       |                                    /          ______ |                                      /          ______                /          ______                               
                                    /  2467   \/ 1171        |                                   /  2467   \/ 1171  |                                     /  2467   \/ 1171         5      /  2467   \/ 1171                 25             
                              36*3 /   ---- + --------       |                             36*3 /   ---- + -------- |                               12*3 /   ---- + --------      - - + 3 /   ---- + --------  + -------------------------  
                                 \/    216       3           \                                \/    216       3     /                                  \/    216       3            6   \/    216       3                _________________  
                                                                                                                                                                                                                        /          ______   
                                                                                                                                                                                                                       /  2467   \/ 1171    
                                                                                                                                                                                                                 36*3 /   ---- + --------   
                                                                                                                                                                                                                    \/    216       3       


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:
$$x_{1} = \frac{1}{6} + \frac{25}{36 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{1}{6} + \frac{25}{36 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{1}{6} + \frac{25}{36 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{1171}}{3} + \frac{2467}{216}}\right]$$
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
$$2 \left(1 - \frac{8}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{8 \left(x + 5\right)}{\left(x - 1\right)^{3}}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1 - 2 \sqrt[3]{6}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 1$$

$$\lim_{x \to 1^-}\left(2 \left(1 - \frac{8}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{8 \left(x + 5\right)}{\left(x - 1\right)^{3}}\right)\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 1^+}\left(2 \left(1 - \frac{8}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{8 \left(x + 5\right)}{\left(x - 1\right)^{3}}\right)\right) = \infty$$
- 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
$$\left(-\infty, 1 - 2 \sqrt[3]{6}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[1 - 2 \sqrt[3]{6}, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right)\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right)\right) = \infty$$
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 x^2 + 3*x + (8/(x - 1))*(x + 5), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right)}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right)}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right) = x^{2} - 3 x + \frac{8 \left(5 - x\right)}{- x - 1}$$
- No
$$\frac{8}{x - 1} \left(x + 5\right) + \left(x^{2} + 3 x\right) = - x^{2} + 3 x - \frac{8 \left(5 - x\right)}{- x - 1}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar