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Gráfico de la función y = 2*cos(3*x)-11*cos(2*x)+22*cos(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = 2*cos(3*x) - 11*cos(2*x) + 22*cos(x)
$$f{\left(x \right)} = \left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}$$
f = -11*cos(2*x) + 2*cos(3*x) + 22*cos(x)
Gráfico de la función
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*cos(3*x) - 11*cos(2*x) + 22*cos(x).
$$\left(- 11 \cos{\left(0 \cdot 2 \right)} + 2 \cos{\left(0 \cdot 3 \right)}\right) + 22 \cos{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 13$$
Punto:
(0, 13)
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
$$- 22 \sin{\left(x \right)} + 22 \sin{\left(2 x \right)} - 6 \sin{\left(3 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \frac{\pi}{3}$$
$$x_{3} = \frac{\pi}{3}$$
$$x_{4} = \pi$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, 13)

 -pi        
(----, 29/2)
  3         

 pi       
(--, 29/2)
 3        

(pi, -35)


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:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = \pi$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = - \frac{\pi}{3}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[\pi, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\frac{\pi}{3}, \pi\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -35, 35\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -35, 35\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -35, 35\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -35, 35\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 2*cos(3*x) - 11*cos(2*x) + 22*cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)} = \left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)}$$
- Sí
$$\left(- 11 \cos{\left(2 x \right)} + 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) + 22 \cos{\left(x \right)} = \left(11 \cos{\left(2 x \right)} - 2 \cos{\left(3 x \right)}\right) - 22 \cos{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
es
par