Sr Examen

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = \frac{3}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1.5$$
$$x_{2} = 0$$
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^3)/(x - 1)^2 + (3*x^2)/(x - 1).
$$\frac{\left(-1\right) 0^{3}}{\left(-1\right)^{2}} + \frac{3 \cdot 0^{2}}{-1}$$
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
$$- \frac{x^{3} \left(2 - 2 x\right)}{\left(x - 1\right)^{4}} - \frac{6 x^{2}}{\left(x - 1\right)^{2}} + \frac{6 x}{x - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, 0)


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:
$$x_{1} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
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
$$\frac{6 \left(- \frac{x^{3}}{\left(x - 1\right)^{3}} + \frac{3 x^{2}}{\left(x - 1\right)^{2}} - \frac{3 x}{x - 1} + 1\right)}{x - 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}}\right) = \infty$$
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 (-x^3)/(x - 1)^2 + (3*x^2)/(x - 1), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}}}{x}\right) = 2$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = 2 x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}}}{x}\right) = 2$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = 2 x$$
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:
$$\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}} = \frac{x^{3}}{\left(- x - 1\right)^{2}} + \frac{3 x^{2}}{- x - 1}$$
- No
$$\frac{3 x^{2}}{x - 1} + \frac{\left(-1\right) x^{3}}{\left(x - 1\right)^{2}} = - \frac{x^{3}}{\left(- x - 1\right)^{2}} - \frac{3 x^{2}}{- x - 1}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar