Sr Examen

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Gráfico de la función y = x^(2/3)*exp(x-1)+2*(1/(3*x^(1/3)))*exp(x-1)-2*exp(x-1)/(9*x^(4/3))+2*exp(x-1)/(3*x^(1/3))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                                         x - 1      x - 1
        2/3  x - 1      2     x - 1   2*e        2*e     
f(x) = x   *e      + -------*e      - -------- + --------
                       3 ___              4/3      3 ___ 
                     3*\/ x            9*x       3*\/ x  
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}}$$
f = x^(2/3)*exp(x - 1) + (2/((3*x^(1/3))))*exp(x - 1) - 2*exp(x - 1)/(9*x^(4/3)) + (2*exp(x - 1))/((3*x^(1/3)))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{6}}{3} - \frac{2}{3}$$
$$x_{3} = \left(- \frac{\sqrt[3]{- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2} - \frac{\sqrt{3} i \sqrt[3]{- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2}\right)^{3}$$
$$x_{4} = \left(- \frac{\sqrt[3]{- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i \sqrt[3]{- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2}\right)^{3}$$
$$x_{5} = \left(\frac{\sqrt[3]{\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2} - \frac{\sqrt{3} i \sqrt[3]{\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2}\right)^{3}$$
$$x_{6} = \left(\frac{\sqrt[3]{\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i \sqrt[3]{\frac{2}{3} + \frac{\sqrt{6}}{3}}}{2}\right)^{3}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -77.0953876838383$$
$$x_{2} = -1.48316324759439$$
$$x_{3} = -119.005552690634$$
$$x_{4} = -61.1729560411125$$
$$x_{5} = -121.003047905344$$
$$x_{6} = -71.1192394438292$$
$$x_{7} = -95.0453464664845$$
$$x_{8} = 0.149829914261059$$
$$x_{9} = -79.0884351123833$$
$$x_{10} = -101.033320635325$$
$$x_{11} = -43.370044408332$$
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^(2/3)*exp(x - 1) + (2/((3*x^(1/3))))*exp(x - 1) - 2*exp(x - 1)/(9*x^(4/3)) + (2*exp(x - 1))/((3*x^(1/3))).
$$\left(\left(\frac{0^{\frac{2}{3}}}{e} + \frac{2 \frac{1}{3 \sqrt[3]{0}}}{e}\right) - \frac{2 e^{-1}}{9 \cdot 0^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{-1}}{3 \sqrt[3]{0}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}}\right) = \infty$$
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^(2/3)*exp(x - 1) + (2/((3*x^(1/3))))*exp(x - 1) - 2*exp(x - 1)/(9*x^(4/3)) + (2*exp(x - 1))/((3*x^(1/3))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}} = \left(- x\right)^{\frac{2}{3}} e^{- x - 1} + \frac{4 e^{- x - 1}}{3 \sqrt[3]{- x}} - \frac{2 e^{- x - 1}}{9 \left(- x\right)^{\frac{4}{3}}}$$
- No
$$\left(\left(x^{\frac{2}{3}} e^{x - 1} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{x}} e^{x - 1}\right) - \frac{2 e^{x - 1}}{9 x^{\frac{4}{3}}}\right) + \frac{2 e^{x - 1}}{3 \sqrt[3]{x}} = - \left(- x\right)^{\frac{2}{3}} e^{- x - 1} - \frac{4 e^{- x - 1}}{3 \sqrt[3]{- x}} + \frac{2 e^{- x - 1}}{9 \left(- x\right)^{\frac{4}{3}}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar