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 ecuaciónRaíces 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
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{\left|{- 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}} + \frac{2}{9} + \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{2}{27 \sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}}\right|}}{2} - \frac{\sqrt{- \frac{8}{9 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}} + \frac{1}{9} + 2 \sqrt[3]{- \frac{1}{27} + \frac{\sqrt{65}}{27}}}}{2} + \frac{17}{6}\right]$$