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y=((x-1)*(x-2)^(2)*(x-5))/(x-3)

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                      2        
       (x - 1)*(x - 2) *(x - 5)
f(x) = ------------------------
                x - 3          
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3}$$
f = (((x - 2)^2*(x - 1))*(x - 5))/(x - 3)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 3$$
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:
$$\frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = 2$$
$$x_{3} = 5$$
Solución numérica
$$x_{1} = 5$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{3} = 2$$
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 - 1)*(x - 2)^2)*(x - 5))/(x - 3).
$$\frac{\left(-5\right) \left(- \left(-2\right)^{2}\right)}{-3}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - \frac{20}{3}$$
Punto:
(0, -20/3)
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
$$- \frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{\left(x - 3\right)^{2}} + \frac{\left(x - 5\right) \left(\left(x - 2\right)^{2} + \left(x - 1\right) \left(2 x - 4\right)\right) + \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{x - 3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}}{3} - \frac{37}{27 \sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}} + \frac{26}{9}$$
Signos de extremos en los puntos:
(2, 0)

                                                                                                          2                                                                                                               
                                                      /                                  ________________\  /                                     ________________\ /                                   ________________\ 
                                                      |                                 / 541       ____ |  |                                    / 541       ____ | |                                  / 541       ____ | 
                                                      |                              3 /  --- + 2*\/ 83  |  |                                 3 /  --- + 2*\/ 83  | |                               3 /  --- + 2*\/ 83  | 
                                                      |8              37             \/    27            |  |  19              37             \/    27            | |17              37             \/    27            | 
                                                      |- - ----------------------- - --------------------| *|- -- - ----------------------- - --------------------|*|-- - ----------------------- - --------------------| 
                                    ________________  |9          ________________            3          |  |  9           ________________            3          | |9           ________________            3          | 
                                   / 541       ____   |          / 541       ____                        |  |             / 541       ____                        | |           / 541       ____                        | 
                                3 /  --- + 2*\/ 83    |    27*3 /  --- + 2*\/ 83                         |  |       27*3 /  --- + 2*\/ 83                         | |     27*3 /  --- + 2*\/ 83                         | 
 26              37             \/    27              \       \/    27                                   /  \          \/    27                                   / \        \/    27                                   / 
(-- - ----------------------- - --------------------, -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------)
 9           ________________            3                                                                                                        ________________                                                        
            / 541       ____                                                                                                                     / 541       ____                                                         
      27*3 /  --- + 2*\/ 83                                                                                                                   3 /  --- + 2*\/ 83                                                          
         \/    27                                                                                               1              37             \/    27                                                                    
                                                                                                              - - - ----------------------- - --------------------                                                        
                                                                                                                9          ________________            3                                                                  
                                                                                                                          / 541       ____                                                                                
                                                                                                                    27*3 /  --- + 2*\/ 83                                                                                 
                                                                                                                       \/    27                                                                                           


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:
$$x_{1} = 2$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}}{3} - \frac{37}{27 \sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}} + \frac{26}{9}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}}{3} - \frac{37}{27 \sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}} + \frac{26}{9}\right] \cup \left[2, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}}{3} - \frac{37}{27 \sqrt[3]{2 \sqrt{83} + \frac{541}{27}}} + \frac{26}{9}, 2\right]$$
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
$$\frac{2 \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 5\right) + \frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{\left(x - 3\right)^{2}} + \left(x - 2\right)^{2} + 2 \left(x - 2\right) \left(x - 1\right) - \frac{\left(x - 2\right) \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 4\right) + \left(x - 2\right) \left(x - 1\right)\right)}{x - 3}\right)}{x - 3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}{2} + \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}} + \frac{2}{9} + \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{2}{27 \sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}}}{2} + \frac{17}{6}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}} + \frac{2}{9} + \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{2}{27 \sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}}}{2} - \frac{\sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}{2} + \frac{17}{6}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 3$$

$$\lim_{x \to 3^-}\left(\frac{2 \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 5\right) + \frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{\left(x - 3\right)^{2}} + \left(x - 2\right)^{2} + 2 \left(x - 2\right) \left(x - 1\right) - \frac{\left(x - 2\right) \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 4\right) + \left(x - 2\right) \left(x - 1\right)\right)}{x - 3}\right)}{x - 3}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{2 \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 5\right) + \frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{\left(x - 3\right)^{2}} + \left(x - 2\right)^{2} + 2 \left(x - 2\right) \left(x - 1\right) - \frac{\left(x - 2\right) \left(\left(x - 5\right) \left(3 x - 4\right) + \left(x - 2\right) \left(x - 1\right)\right)}{x - 3}\right)}{x - 3}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 3$$
- 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
$$\left[- \frac{\sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}{2} + \frac{\sqrt{\left|{- 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}} + \frac{2}{9} + \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{2}{27 \sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}}\right|}}{2} + \frac{17}{6}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{\left|{- 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}} + \frac{2}{9} + \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{2}{27 \sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}}\right|}}{2} - \frac{\sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}{2} + \frac{17}{6}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 3$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3}\right) = \infty$$
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 - 1)*(x - 2)^2)*(x - 5))/(x - 3), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{x \left(x - 3\right)}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x - 5\right) \left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right)}{x \left(x - 3\right)}\right) = \infty$$
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:
$$\frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3} = \frac{\left(- x - 5\right) \left(- x - 2\right)^{2} \left(- x - 1\right)}{- x - 3}$$
- No
$$\frac{\left(x - 2\right)^{2} \left(x - 1\right) \left(x - 5\right)}{x - 3} = - \frac{\left(- x - 5\right) \left(- x - 2\right)^{2} \left(- x - 1\right)}{- x - 3}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = y=((x-1)*(x-2)^(2)*(x-5))/(x-3)