Sr Examen

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Gráfico de la función y = (5x²+4x-1)/(x+1)-(x²-4)/(x-4)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          2              2    
       5*x  + 4*x - 1   x  - 4
f(x) = -------------- - ------
           x + 1        x - 4 
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4}$$
f = (5*x^2 + 4*x - 1)/(x + 1) - (x^2 - 4)/(x - 4)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 4$$
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:
$$\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{21}{8} - \frac{\sqrt{313}}{8}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{313}}{8} + \frac{21}{8}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.413524248380733$$
$$x_{2} = 4.83647575161927$$
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 (5*x^2 + 4*x - 1)/(x + 1) - (x^2 - 4)/(x - 4).
$$\frac{-1 + \left(5 \cdot 0^{2} + 0 \cdot 4\right)}{1} - \frac{-4 + 0^{2}}{-4}$$
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
$$- \frac{2 x}{x - 4} - \frac{4 - x^{2}}{\left(x - 4\right)^{2}} + \frac{10 x + 4}{x + 1} - \frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{\left(x + 1\right)^{2}} = 0$$
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
$$2 \left(\frac{2 x}{\left(x - 4\right)^{2}} + \frac{5}{x + 1} - \frac{2 \left(5 x + 2\right)}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{5 x^{2} + 4 x - 1}{\left(x + 1\right)^{3}} - \frac{1}{x - 4} - \frac{x^{2} - 4}{\left(x - 4\right)^{3}}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 4$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4}\right) = \infty$$
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 (5*x^2 + 4*x - 1)/(x + 1) - (x^2 - 4)/(x - 4), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4}}{x}\right) = 4$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = 4 x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4}}{x}\right) = 4$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = 4 x$$
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:
$$\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4} = - \frac{x^{2} - 4}{- x - 4} + \frac{5 x^{2} - 4 x - 1}{1 - x}$$
- No
$$\frac{\left(5 x^{2} + 4 x\right) - 1}{x + 1} - \frac{x^{2} - 4}{x - 4} = \frac{x^{2} - 4}{- x - 4} - \frac{5 x^{2} - 4 x - 1}{1 - x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar