Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = (1+x^2+2*x+(-2*sin(x)+cos(x))*exp(x))*exp(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       /     2                               x\  x
f(x) = \1 + x  + 2*x + (-2*sin(x) + cos(x))*e /*e 
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x}$$
f = (2*x + x^2 + 1 + (-2*sin(x) + cos(x))*exp(x))*exp(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:
$$\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -65.7042784040527$$
$$x_{2} = -57.862646187602$$
$$x_{3} = -53.9671706290045$$
$$x_{4} = -63.7388815603694$$
$$x_{5} = -36.98833015896$$
$$x_{6} = 3.29434699426817$$
$$x_{7} = -85.4672817459601$$
$$x_{8} = -44.095029077399$$
$$x_{9} = -52.0283094760939$$
$$x_{10} = -101.357042977005$$
$$x_{11} = -50.0968145541527$$
$$x_{12} = -73.5898302946287$$
$$x_{13} = -113.297937218974$$
$$x_{14} = -97.3805776811866$$
$$x_{15} = -111.30676502525$$
$$x_{16} = -77.5437076550386$$
$$x_{17} = -42.480814213486$$
$$x_{18} = -81.5031793443065$$
$$x_{19} = -89.4352613345747$$
$$x_{20} = 6.77764951408605$$
$$x_{21} = -59.8176028297081$$
$$x_{22} = -93.4065201895675$$
$$x_{23} = -67.6723516792106$$
$$x_{24} = -40.6193242741437$$
$$x_{25} = -115.289461427472$$
$$x_{26} = -35.2437105789005$$
$$x_{27} = -121.265947133446$$
$$x_{28} = -79.5228101394918$$
$$x_{29} = 1.17559091199161$$
$$x_{30} = -75.5659993047837$$
$$x_{31} = -95.3932253723146$$
$$x_{32} = -44.3632645762336$$
$$x_{33} = -87.450827396631$$
$$x_{34} = 9.88572836927688$$
$$x_{35} = 13.0302112843657$$
$$x_{36} = -105.335594954962$$
$$x_{37} = -71.615366862757$$
$$x_{38} = -119.273484753832$$
$$x_{39} = -107.325568409955$$
$$x_{40} = -48.1741343685241$$
$$x_{41} = -55.9122546875788$$
$$x_{42} = -117.281316969027$$
$$x_{43} = -83.4847029913442$$
$$x_{44} = -69.6428002602809$$
$$x_{45} = -46.2621345566293$$
$$x_{46} = -103.34607591362$$
$$x_{47} = -109.315967289782$$
$$x_{48} = -99.3685308617713$$
$$x_{49} = -38.7852769640357$$
$$x_{50} = -61.7765159711448$$
$$x_{51} = -91.420513277015$$
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 (1 + x^2 + 2*x + (-2*sin(x) + cos(x))*exp(x))*exp(x).
$$\left(\left(0 \cdot 2 + \left(0^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(0 \right)} + \cos{\left(0 \right)}\right) e^{0}\right) e^{0}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 2$$
Punto:
(0, 2)
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
$$\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x} + \left(2 x + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x} + \left(- \sin{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)}\right) e^{x} + 2\right) e^{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -93.4135149755732$$
$$x_{2} = -52.0625314136456$$
$$x_{3} = -65.7215707857911$$
$$x_{4} = -38.8866033852926$$
$$x_{5} = -61.7970469090044$$
$$x_{6} = -40.7021606138828$$
$$x_{7} = -105.34083441056$$
$$x_{8} = -109.320766981846$$
$$x_{9} = -67.6883070820612$$
$$x_{10} = -69.6575690448132$$
$$x_{11} = 12.5665178864624$$
$$x_{12} = -59.8401098081453$$
$$x_{13} = 2.88302862300745$$
$$x_{14} = -113.302350381263$$
$$x_{15} = -81.5129914542486$$
$$x_{16} = -87.4590521969804$$
$$x_{17} = -101.362785703358$$
$$x_{18} = 6.30797146170616$$
$$x_{19} = -119.277400270678$$
$$x_{20} = 0.677247254969318$$
$$x_{21} = -48.218087356325$$
$$x_{22} = -57.8874330100957$$
$$x_{23} = -103.351558330607$$
$$x_{24} = -63.7576880804052$$
$$x_{25} = -79.5332552098772$$
$$x_{26} = -35.4100272197758$$
$$x_{27} = -99.3745529423273$$
$$x_{28} = -1.69742009717348$$
$$x_{29} = -91.4278853676496$$
$$x_{30} = -117.285388562094$$
$$x_{31} = -83.4939382270426$$
$$x_{32} = -42.5499668447831$$
$$x_{33} = -44.4219620932777$$
$$x_{34} = -2.97924417035108$$
$$x_{35} = -111.311365356229$$
$$x_{36} = -75.577910111863$$
$$x_{37} = -95.3998711831007$$
$$x_{38} = -121.269715394308$$
$$x_{39} = -55.93969182993$$
$$x_{40} = -107.330580740598$$
$$x_{41} = -115.293698637214$$
$$x_{42} = -85.4759897300653$$
$$x_{43} = -71.6290775076557$$
$$x_{44} = 9.4226838207314$$
$$x_{45} = -77.5548493298981$$
$$x_{46} = -73.6025932625681$$
$$x_{47} = -53.9977149340079$$
$$x_{48} = -97.3869000709892$$
$$x_{49} = -37.1157134040609$$
$$x_{50} = -46.3126397955165$$
$$x_{51} = -50.1354367467416$$
$$x_{52} = 15.7079538468433$$
$$x_{53} = -89.4430422232197$$
Signos de extremos en los puntos:
(-93.41351497557318, 2.30407647152512e-37)

(-52.0625314136456, 6.39343972624134e-20)

(-65.72157078579109, 1.20110939427611e-25)

(-38.88660338529258, 1.85666723330323e-14)

(-61.79704690900439, 5.3659731984164e-24)

(-40.70216061388277, 3.31821504233813e-15)

(-105.34083441056026, 1.94073173390061e-42)

(-109.32076698184598, 3.90856730846474e-44)

(-67.68830708206119, 1.78419012120052e-26)

(-69.65756904481317, 2.63924061365338e-27)

(12.566517886462412, 82279095595.3478)

(-59.84010980814534, 3.55727518601997e-23)

(2.8830286230074504, -202.519543113505)

(-113.30235038126258, 7.83776312909701e-46)

(-81.51299145424862, 2.57685234663256e-32)

(-87.45905219698041, 7.77386830240892e-35)

(-101.36278570335809, 9.59062506726681e-41)

(6.307971461706159, 315612.507291013)

(-119.27740027067756, 2.20946327407096e-48)

(0.6772472549693177, 3.70091126944644)

(-48.21808735632502, 2.55486240594015e-18)

(-57.88743301009572, 2.34336503915629e-22)

(-103.35155833060679, 1.36514077767275e-41)

(-63.75768808040524, 8.04862624344384e-25)

(-79.53325520987718, 1.77522470555565e-31)

(-35.41002721977578, 4.95439474937152e-13)

(-99.37455294232734, 6.72892300611602e-40)

(-1.6974200971734845, 0.151404169344921)

(-91.42788536764964, 1.60686223129953e-36)

(-117.28538856209434, 1.56550059270147e-47)

(-83.49393822704256, 3.73153423063277e-33)

(-42.549966844783086, 5.72697856040409e-16)

(-44.421962093277685, 9.62068234384569e-17)

(-2.9792441703510804, 0.197412114144383)

(-111.31136535622898, 5.53769168851023e-45)

(-75.57791011186302, 8.35893797444063e-30)

(-95.3998711831007, 3.29841406899876e-38)

(-121.26971539430798, 3.11561903698671e-49)

(-55.93969182993003, 1.53275576033734e-21)

(-107.33058074059751, 2.75573477437007e-43)

(-115.29369863721371, 1.10822376178835e-46)

(-85.47598973006525, 5.39157812314283e-34)

(-71.62907750765571, 3.88914345170604e-28)

(9.422683820731399, -152207938.972468)

(-77.55484932989813, 1.21983840758805e-30)

(-73.60259326256813, 5.71089478551578e-29)

(-53.997714934007874, 9.94499704535209e-21)

(-97.38690007098918, 4.71457680860106e-39)

(-37.11571340406087, 9.9138620796487e-14)

(-46.31263979551651, 1.58166615656916e-17)

(-50.13543674674165, 4.0667372566538e-19)

(15.707953846843301, -44029653495906.4)

(-89.44304222321975, 1.11868461008945e-35)


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:
$$x_{1} = 2.88302862300745$$
$$x_{2} = -1.69742009717348$$
$$x_{3} = 9.4226838207314$$
$$x_{4} = 15.7079538468433$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{4} = 12.5665178864624$$
$$x_{4} = 6.30797146170616$$
$$x_{4} = 0.677247254969318$$
$$x_{4} = -2.97924417035108$$
Decrece en los intervalos
$$\left[15.7079538468433, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -1.69742009717348\right]$$
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
$$\left(x^{2} + 6 x - 4 \left(\sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}\right) e^{x} - 3 \left(2 \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}\right) e^{x} + 7\right) e^{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2.46436440950957$$
$$x_{2} = -40.7941628641187$$
$$x_{3} = -65.7396188614987$$
$$x_{4} = -93.4206982622687$$
$$x_{5} = -73.6158294137195$$
$$x_{6} = -101.368668013017$$
$$x_{7} = -41.4947390630672$$
$$x_{8} = -95.4066913476332$$
$$x_{9} = -113.306857078541$$
$$x_{10} = -46.3672208724377$$
$$x_{11} = 12.1028351149199$$
$$x_{12} = -111.316065313131$$
$$x_{13} = -50.1767141989494$$
$$x_{14} = -121.273557249601$$
$$x_{15} = -52.0989460197047$$
$$x_{16} = -109.325672932625$$
$$x_{17} = -39.0008140386269$$
$$x_{18} = -54.03009245017$$
$$x_{19} = -71.6433164421341$$
$$x_{20} = -97.3933840527324$$
$$x_{21} = -35.6073726027789$$
$$x_{22} = -44.4858568772657$$
$$x_{23} = -69.672930203154$$
$$x_{24} = -87.4675183643145$$
$$x_{25} = -115.298023778539$$
$$x_{26} = -107.33570656639$$
$$x_{27} = -81.5231196989186$$
$$x_{28} = -55.9686782648593$$
$$x_{29} = -89.4510448712257$$
$$x_{30} = -67.704929844768$$
$$x_{31} = -57.9135416592293$$
$$x_{32} = -59.8637540821341$$
$$x_{33} = -77.5663751001662$$
$$x_{34} = -63.7773551203297$$
$$x_{35} = -42.6259139055306$$
$$x_{36} = 0.186401959420659$$
$$x_{37} = -117.289542922953$$
$$x_{38} = -103.357170818505$$
$$x_{39} = -105.346195271843$$
$$x_{40} = -61.8185637723201$$
$$x_{41} = 5.83935990103028$$
$$x_{42} = -37.2622641517238$$
$$x_{43} = 15.244308568669$$
$$x_{44} = 8.9595093226765$$
$$x_{45} = -4.44833009887346$$
$$x_{46} = -85.4849610815635$$
$$x_{47} = -91.4354616849822$$
$$x_{48} = -2.15514583450327$$
$$x_{49} = -75.5902464456082$$
$$x_{50} = -48.2653023401513$$
$$x_{51} = -119.281393788779$$
$$x_{52} = -99.3807250722054$$
$$x_{53} = -79.544048180243$$
$$x_{54} = -83.5034616017267$$

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
$$\left[15.244308568669, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -2.15514583450327\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (1 + x^2 + 2*x + (-2*sin(x) + cos(x))*exp(x))*exp(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x}}{x}\right)$$
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:
$$\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x} = \left(x^{2} - 2 x + \left(2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{- x} + 1\right) e^{- x}$$
- No
$$\left(\left(2 x + \left(x^{2} + 1\right)\right) + \left(- 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{x}\right) e^{x} = - \left(x^{2} - 2 x + \left(2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) e^{- x} + 1\right) e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar