Sr Examen

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        log(x)  log(3*x - 2)
f(x) = --------*------------
       log(1/3)   log(1/3)  
$$f{\left(x \right)} = \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}}$$
f = (log(x)/log(1/3))*(log(3*x - 2)/log(1/3))
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:
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.999999469226512$$
$$x_{2} = 1.00000013712675$$
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 (log(x)/log(1/3))*(log(3*x - 2)/log(1/3)).
$$\frac{\log{\left(0 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(-2 + 0 \cdot 3 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$\frac{3 \log{\left(x \right)}}{\left(3 x - 2\right) \log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}} + \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{x \log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$\frac{- \frac{9 \log{\left(x \right)}}{\left(3 x - 2\right)^{2}} + \frac{6}{x \left(3 x - 2\right)} - \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{x^{2}}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2.0298065224708$$

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
$$\left(-\infty, 2.0298065224708\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[2.0298065224708, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}}\right) = \infty$$
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 (log(x)/log(1/3))*(log(3*x - 2)/log(1/3)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)} \log{\left(3 x - 2 \right)}}{x \log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)} \log{\left(3 x - 2 \right)}}{x \log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} = \frac{\log{\left(- x \right)} \log{\left(- 3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}}$$
- No
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} \frac{\log{\left(3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}} = - \frac{\log{\left(- x \right)} \log{\left(- 3 x - 2 \right)}}{\log{\left(\frac{1}{3} \right)}^{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar