Sr Examen

Gráfico de la función y = exp(x)+sin(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        x         
f(x) = e  + sin(x)
$$f{\left(x \right)} = e^{x} + \sin{\left(x \right)}$$
f = exp(x) + sin(x)
Gráfico de la función
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:
$$e^{x} + \sin{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -91.106186954104$$
$$x_{2} = -59.6902604182061$$
$$x_{3} = -3.09636393241065$$
$$x_{4} = -69.1150383789755$$
$$x_{5} = -100.530964914873$$
$$x_{6} = -28.2743338823076$$
$$x_{7} = -232.477856365645$$
$$x_{8} = -53.4070751110265$$
$$x_{9} = -72.2566310325652$$
$$x_{10} = -25.1327412287305$$
$$x_{11} = -81.6814089933346$$
$$x_{12} = -0.588532743981861$$
$$x_{13} = -9.42469725473852$$
$$x_{14} = -65.9734457253857$$
$$x_{15} = -40.8407044966673$$
$$x_{16} = -12.5663741016894$$
$$x_{17} = -18.8495559280512$$
$$x_{18} = -62.8318530717959$$
$$x_{19} = -56.5486677646163$$
$$x_{20} = -6.28504927338259$$
$$x_{21} = -21.9911485748471$$
$$x_{22} = -15.7079631172472$$
$$x_{23} = -47.1238898038469$$
$$x_{24} = -34.5575191894877$$
$$x_{25} = -97.3893722612836$$
$$x_{26} = -50.2654824574367$$
$$x_{27} = -75.398223686155$$
$$x_{28} = -87.9645943005142$$
$$x_{29} = -78.5398163397448$$
$$x_{30} = -31.415926535898$$
$$x_{31} = -37.6991118430775$$
$$x_{32} = -43.9822971502571$$
$$x_{33} = -113.097335529233$$
$$x_{34} = -94.2477796076938$$
$$x_{35} = -84.8230016469244$$
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 exp(x) + sin(x).
$$\sin{\left(0 \right)} + e^{0}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 1$$
Punto:
(0, 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
$$e^{x} + \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -64.4026493985908$$
$$x_{2} = -20.4203522496875$$
$$x_{3} = -58.1194640914112$$
$$x_{4} = -48.6946861306418$$
$$x_{5} = -7.85436968657411$$
$$x_{6} = -86.3937979737193$$
$$x_{7} = -1.74613953040801$$
$$x_{8} = -36.1283155162826$$
$$x_{9} = -98.9601685880785$$
$$x_{10} = -92.6769832808989$$
$$x_{11} = -39.2699081698724$$
$$x_{12} = -14.1371676661008$$
$$x_{13} = -23.5619449018649$$
$$x_{14} = -26.7035375555158$$
$$x_{15} = -29.8451302091029$$
$$x_{16} = -70.6858347057703$$
$$x_{17} = -10.9955575115013$$
$$x_{18} = -67.5442420521806$$
$$x_{19} = -89.5353906273091$$
$$x_{20} = -54.9778714378214$$
$$x_{21} = -42.4115008234622$$
$$x_{22} = -51.8362787842316$$
$$x_{23} = -17.278759563416$$
$$x_{24} = -32.9867228626928$$
$$x_{25} = -80.1106126665397$$
$$x_{26} = -73.8274273593601$$
$$x_{27} = -76.9690200129499$$
$$x_{28} = -83.2522053201295$$
$$x_{29} = -4.70332375945224$$
$$x_{30} = -95.8185759344887$$
$$x_{31} = -45.553093477052$$
$$x_{32} = -61.261056745001$$
Signos de extremos en los puntos:
(-64.40264939859077, -1)

(-20.420352249687454, -0.999999998646202)

(-58.119464091411174, -1)

(-48.6946861306418, 1)

(-7.8543696865741115, -0.999611872117702)

(-86.39379797371932, 1)

(-1.7461395304080125, -0.810220637330316)

(-36.12831551628262, 1)

(-98.96016858807849, 1)

(-92.6769832808989, 1)

(-39.269908169872416, -1)

(-14.137167666100796, -0.999999275053011)

(-23.561944901864948, 1.0000000000585)

(-26.70353755551577, -0.999999999997472)

(-29.845130209102926, 1.00000000000011)

(-70.68583470577035, -1)

(-10.995557511501318, 1.00001677592224)

(-67.54424205218055, 1)

(-89.53539062730911, -1)

(-54.977871437821385, 1)

(-42.411500823462205, 1)

(-51.83627878423159, -1)

(-17.27875956341605, 1.00000003132781)

(-32.98672286269284, -0.999999999999995)

(-80.11061266653972, 1)

(-73.82742735936014, 1)

(-76.96902001294994, -1)

(-83.25220532012952, -1)

(-4.7033237594522435, 1.00902400793843)

(-95.81857593448869, -1)

(-45.553093477052, -1)

(-61.26105674500097, 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:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = -64.4026493985908$$
$$x_{2} = -20.4203522496875$$
$$x_{3} = -58.1194640914112$$
$$x_{4} = -7.85436968657411$$
$$x_{5} = -1.74613953040801$$
$$x_{6} = -39.2699081698724$$
$$x_{7} = -14.1371676661008$$
$$x_{8} = -26.7035375555158$$
$$x_{9} = -70.6858347057703$$
$$x_{10} = -89.5353906273091$$
$$x_{11} = -51.8362787842316$$
$$x_{12} = -32.9867228626928$$
$$x_{13} = -76.9690200129499$$
$$x_{14} = -83.2522053201295$$
$$x_{15} = -95.8185759344887$$
$$x_{16} = -45.553093477052$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{16} = -48.6946861306418$$
$$x_{16} = -86.3937979737193$$
$$x_{16} = -36.1283155162826$$
$$x_{16} = -98.9601685880785$$
$$x_{16} = -92.6769832808989$$
$$x_{16} = -23.5619449018649$$
$$x_{16} = -29.8451302091029$$
$$x_{16} = -10.9955575115013$$
$$x_{16} = -67.5442420521806$$
$$x_{16} = -54.9778714378214$$
$$x_{16} = -42.4115008234622$$
$$x_{16} = -17.278759563416$$
$$x_{16} = -80.1106126665397$$
$$x_{16} = -73.8274273593601$$
$$x_{16} = -4.70332375945224$$
$$x_{16} = -61.261056745001$$
Decrece en los intervalos
$$\left[-1.74613953040801, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -95.8185759344887\right]$$
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
$$e^{x} - \sin{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -91.106186954104$$
$$x_{2} = -31.4159265358979$$
$$x_{3} = -15.7079634186507$$
$$x_{4} = -3.18306301193336$$
$$x_{5} = -59.6902604182061$$
$$x_{6} = -69.1150383789755$$
$$x_{7} = -100.530964914873$$
$$x_{8} = -25.1327412287062$$
$$x_{9} = -9.42485865377541$$
$$x_{10} = -232.477856365645$$
$$x_{11} = -53.4070751110265$$
$$x_{12} = -72.2566310325652$$
$$x_{13} = -81.6814089933346$$
$$x_{14} = -65.9734457253857$$
$$x_{15} = -40.8407044966673$$
$$x_{16} = -12.5663671270047$$
$$x_{17} = -62.8318530717959$$
$$x_{18} = -56.5486677646163$$
$$x_{19} = -18.8495559150263$$
$$x_{20} = -6.2813143662108$$
$$x_{21} = -21.99114857541$$
$$x_{22} = -34.5575191894877$$
$$x_{23} = -47.1238898038469$$
$$x_{24} = -97.3893722612836$$
$$x_{25} = -28.2743338823087$$
$$x_{26} = -50.2654824574367$$
$$x_{27} = -75.398223686155$$
$$x_{28} = -87.9645943005142$$
$$x_{29} = -78.5398163397448$$
$$x_{30} = -43.9822971502571$$
$$x_{31} = -37.6991118430775$$
$$x_{32} = -113.097335529233$$
$$x_{33} = -94.2477796076938$$
$$x_{34} = -84.8230016469244$$

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
$$\left[-3.18306301193336, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -97.3893722612836\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(e^{x} + \sin{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(e^{x} + \sin{\left(x \right)}\right) = \infty$$
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 exp(x) + sin(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{x} + \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{x} + \sin{\left(x \right)}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$e^{x} + \sin{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)} + e^{- x}$$
- No
$$e^{x} + \sin{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} - e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar