Sr Examen

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Gráfico de la función y = ch(((x^2)+4x+3)/((x^2)-4x+3))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           / 2          \
           |x  + 4*x + 3|
f(x) = cosh|------------|
           | 2          |
           \x  - 4*x + 3/
$$f{\left(x \right)} = \cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)}$$
f = cosh((x^2 + 4*x + 3)/(x^2 - 4*x + 3))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = 3$$
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:
$$\cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 cosh((x^2 + 4*x + 3)/(x^2 - 4*x + 3)).
$$\cosh{\left(\frac{\left(0^{2} + 0 \cdot 4\right) + 3}{\left(0^{2} - 0\right) + 3} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \cosh{\left(1 \right)}$$
Punto:
(0, cosh(1))
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
$$\left(\frac{\left(4 - 2 x\right) \left(\left(x^{2} + 4 x\right) + 3\right)}{\left(\left(x^{2} - 4 x\right) + 3\right)^{2}} + \frac{2 x + 4}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3}\right) \sinh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = -1$$
$$x_{3} = - \sqrt{3}$$
$$x_{4} = \sqrt{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
(-3, 1)

(-1, 1)

             /        ___\ 
    ___      |6 - 4*\/ 3 | 
(-\/ 3, cosh|-----------|)
             |        ___| 
             \6 + 4*\/ 3 / 

            /        ___\ 
   ___      |6 + 4*\/ 3 | 
(\/ 3, cosh|-----------|)
            |        ___| 
            \6 - 4*\/ 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:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = -1$$
$$x_{3} = \sqrt{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{3} = - \sqrt{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[\sqrt{3}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -3\right] \cup \left[- \sqrt{3}, -1\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = 3$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = \frac{1 + e^{2}}{2 e}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{1 + e^{2}}{2 e}$$
$$\lim_{x \to \infty} \cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = \frac{1 + e^{2}}{2 e}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \frac{1 + e^{2}}{2 e}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función cosh((x^2 + 4*x + 3)/(x^2 - 4*x + 3)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = \cosh{\left(\frac{x^{2} - 4 x + 3}{x^{2} + 4 x + 3} \right)}$$
- No
$$\cosh{\left(\frac{\left(x^{2} + 4 x\right) + 3}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 3} \right)} = - \cosh{\left(\frac{x^{2} - 4 x + 3}{x^{2} + 4 x + 3} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar