Sr Examen

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            log(x)    
f(x) = ---------------
         /       2   \
       x*\1 - log (x)/
$$f{\left(x \right)} = \frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)}$$
f = log(x)/((x*(1 - log(x)^2)))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 0.367879441171442$$
$$x_{3} = 2.71828182845905$$
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:
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1$$
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)/((x*(1 - log(x)^2))).
$$\frac{\log{\left(0 \right)}}{0 \left(1 - \log{\left(0 \right)}^{2}\right)}$$
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
$$\frac{\frac{1}{x} \frac{1}{1 - \log{\left(x \right)}^{2}}}{x} + \frac{\left(\log{\left(x \right)}^{2} + 2 \log{\left(x \right)} - 1\right) \log{\left(x \right)}}{x^{2} \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = e^{- \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}} - \frac{1}{3}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                             _______________                        
                                                                                                          3 /          ____                         
                                                                                                      1   \/  19 + 3*\/ 33              4           
                                                                                                      - + ------------------ + -------------------- 
                                  _______________  /                                _______________\  3           3                 _______________ 
                               3 /          ____   |                             3 /          ____ |                             3 /          ____  
    1            4             \/  19 + 3*\/ 33    |  1            4             \/  19 + 3*\/ 33  |                           3*\/  19 + 3*\/ 33   
  - - - -------------------- - ------------------  |- - - -------------------- - ------------------|*e                                              
    3        _______________           3           |  3        _______________           3         |                                                
          3 /          ____                        |        3 /          ____                      |                                                
        3*\/  19 + 3*\/ 33                         \      3*\/  19 + 3*\/ 33                       /                                                
(e                                              , ------------------------------------------------------------------------------------------------)
                                                                                                                             2                      
                                                                            /                                _______________\                       
                                                                            |                             3 /          ____ |                       
                                                                            |  1            4             \/  19 + 3*\/ 33  |                       
                                                                        1 - |- - - -------------------- - ------------------|                       
                                                                            |  3        _______________           3         |                       
                                                                            |        3 /          ____                      |                       
                                                                            \      3*\/  19 + 3*\/ 33                       /                       


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:
$$x_{1} = e^{- \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}} - \frac{1}{3}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[e^{- \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}} - \frac{1}{3}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, e^{- \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}}{3} - \frac{4}{3 \sqrt[3]{3 \sqrt{33} + 19}} - \frac{1}{3}}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 0.367879441171442$$
$$x_{3} = 2.71828182845905$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(x)/((x*(1 - log(x)^2))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)} \log{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)} \log{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)} = - \frac{\log{\left(- x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(- x \right)}^{2}\right)}$$
- No
$$\frac{\log{\left(x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(x \right)}^{2}\right)} = \frac{\log{\left(- x \right)}}{x \left(1 - \log{\left(- x \right)}^{2}\right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar