Sr Examen

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Gráfico de la función y = 4^x-3*2^x+2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        x      x    
f(x) = 4  - 3*2  + 2
$$f{\left(x \right)} = \left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2$$
f = -3*2^x + 4^x + 2
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:
$$\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = 0$$
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 4^x - 3*2^x + 2.
$$\left(- 3 \cdot 2^{0} + 4^{0}\right) + 2$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$- 3 \cdot 2^{x} \log{\left(2 \right)} + 4^{x} \log{\left(4 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -1 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                        log(3)           log(3) 
                   -1 + ------      -1 + ------ 
      log(3)            log(2)           log(2) 
(-1 + ------, 2 + 4            - 3*2           )
      log(2)                                    


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:
$$x_{1} = -1 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[-1 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -1 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right]$$
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
$$- 3 \cdot 2^{x} \log{\left(2 \right)}^{2} + 4^{x} \log{\left(4 \right)}^{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -2 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}$$

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
$$\left[-2 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -2 + \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2\right) = 2$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 2$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2\right) = \infty$$
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 4^x - 3*2^x + 2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2 = 2 + 4^{- x} - 3 \cdot 2^{- x}$$
- No
$$\left(- 3 \cdot 2^{x} + 4^{x}\right) + 2 = -2 - 4^{- x} + 3 \cdot 2^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar