Sr Examen

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Gráfico de la función y = -sinh(1+2*log(x))/x^2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{1}{e^{\frac{1}{2}}}$$
$$x_{2} = e^{- \frac{1}{2}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.606530659712633$$
$$x_{2} = 0.606530659712633$$
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 (-sinh(1 + 2*log(x)))/x^2.
$$\frac{\left(-1\right) \sinh{\left(2 \log{\left(0 \right)} + 1 \right)}}{0^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$- \frac{2 \cosh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x x^{2}} + \frac{2 \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x^{3}} = 0$$
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
$$\frac{2 \left(- 5 \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)} + 5 \cosh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}\right)}{x^{4}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(-1\right) \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}}\right) = - \frac{e}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = - \frac{e}{2}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(-1\right) \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}}\right) = - \frac{e}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = - \frac{e}{2}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (-sinh(1 + 2*log(x)))/x^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \frac{\sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \frac{\sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x x^{2}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\left(-1\right) \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}} = - \frac{\sinh{\left(2 \log{\left(- x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}}$$
- No
$$\frac{\left(-1\right) \sinh{\left(2 \log{\left(x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}} = \frac{\sinh{\left(2 \log{\left(- x \right)} + 1 \right)}}{x^{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar