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Gráfico de la función y = (-3*x+8*x^2)/(7+2*x^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                 2
       -3*x + 8*x 
f(x) = -----------
                2 
         7 + 2*x  
$$f{\left(x \right)} = \frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7}$$
f = (8*x^2 - 3*x)/(2*x^2 + 7)
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:
$$\frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = \frac{3}{8}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 0.375$$
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 (-3*x + 8*x^2)/(7 + 2*x^2).
$$\frac{- 0 + 8 \cdot 0^{2}}{2 \cdot 0^{2} + 7}$$
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
$$- \frac{4 x \left(8 x^{2} - 3 x\right)}{\left(2 x^{2} + 7\right)^{2}} + \frac{16 x - 3}{2 x^{2} + 7} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{28}{3} + \frac{\sqrt{3262}}{6}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{3262}}{6} - \frac{28}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                          2            
                         /         ______\      ______ 
                         |  28   \/ 3262 |    \/ 3262  
          ______  28 + 8*|- -- + --------|  - -------- 
   28   \/ 3262          \  3       6    /       2     
(- -- + --------, ------------------------------------)
   3       6                                   2       
                              /         ______\        
                              |  28   \/ 3262 |        
                        7 + 2*|- -- + --------|        
                              \  3       6    /        

                                                     2 
                         ______     /         ______\  
                       \/ 3262      |  28   \/ 3262 |  
          ______  28 + -------- + 8*|- -- - --------|  
   28   \/ 3262           2         \  3       6    /  
(- -- - --------, ------------------------------------)
   3       6                                   2       
                              /         ______\        
                              |  28   \/ 3262 |        
                        7 + 2*|- -- - --------|        
                              \  3       6    /        


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:
$$x_{1} = - \frac{28}{3} + \frac{\sqrt{3262}}{6}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{28}{3} + \frac{\sqrt{3262}}{6}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{28}{3} + \frac{\sqrt{3262}}{6}\right]$$
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
$$\frac{4 \left(\frac{x \left(8 x - 3\right) \left(\frac{8 x^{2}}{2 x^{2} + 7} - 1\right)}{2 x^{2} + 7} - \frac{2 x \left(16 x - 3\right)}{2 x^{2} + 7} + 4\right)}{2 x^{2} + 7} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{28}{3} - \frac{\sqrt[3]{22834 + \frac{4893 \sqrt{14} i}{4}}}{3} - \frac{1631}{6 \sqrt[3]{22834 + \frac{4893 \sqrt{14} i}{4}}}$$

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
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{3262} \cos{\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{3 \sqrt{14}}{56} \right)}}{3} \right)}}{3} - \frac{28}{3}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{3262} \cos{\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{3 \sqrt{14}}{56} \right)}}{3} \right)}}{3} - \frac{28}{3}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7}\right) = 4$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 4$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7}\right) = 4$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 4$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (-3*x + 8*x^2)/(7 + 2*x^2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{8 x^{2} - 3 x}{x \left(2 x^{2} + 7\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{8 x^{2} - 3 x}{x \left(2 x^{2} + 7\right)}\right) = 0$$
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:
$$\frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7} = \frac{8 x^{2} + 3 x}{2 x^{2} + 7}$$
- No
$$\frac{8 x^{2} - 3 x}{2 x^{2} + 7} = - \frac{8 x^{2} + 3 x}{2 x^{2} + 7}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar