Sr Examen

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Gráfico de la función y = 16x^3-36x^2-24x-9

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           3       2           
f(x) = 16*x  - 36*x  - 24*x - 9
$$f{\left(x \right)} = \left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9$$
f = -24*x + 16*x^3 - 36*x^2 - 9
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:
$$\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{3}{4} + \frac{17}{16 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{103}}{16} + \frac{81}{64}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{103}}{16} + \frac{81}{64}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 2.84640714184832$$
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 16*x^3 - 36*x^2 - 24*x - 9.
$$-9 + \left(\left(16 \cdot 0^{3} - 36 \cdot 0^{2}\right) - 0\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -9$$
Punto:
(0, -9)
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
$$48 x^{2} - 72 x - 24 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{4} - \frac{\sqrt{17}}{4}$$
$$x_{2} = \frac{3}{4} + \frac{\sqrt{17}}{4}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                  2                             3 
       ____           /      ____\                  /      ____\  
 3   \/ 17            |3   \/ 17 |        ____      |3   \/ 17 |  
(- - ------, -27 - 36*|- - ------|  + 6*\/ 17  + 16*|- - ------| )
 4     4              \4     4   /                  \4     4   /  

                                  2                             3 
       ____           /      ____\                  /      ____\  
 3   \/ 17            |3   \/ 17 |        ____      |3   \/ 17 |  
(- + ------, -27 - 36*|- + ------|  - 6*\/ 17  + 16*|- + ------| )
 4     4              \4     4   /                  \4     4   /  


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:
$$x_{1} = \frac{3}{4} + \frac{\sqrt{17}}{4}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{3}{4} - \frac{\sqrt{17}}{4}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{3}{4} - \frac{\sqrt{17}}{4}\right] \cup \left[\frac{3}{4} + \frac{\sqrt{17}}{4}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[\frac{3}{4} - \frac{\sqrt{17}}{4}, \frac{3}{4} + \frac{\sqrt{17}}{4}\right]$$
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
$$24 \left(4 x - 3\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{4}$$

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
$$\left[\frac{3}{4}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{3}{4}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9\right) = \infty$$
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 16*x^3 - 36*x^2 - 24*x - 9, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9 = - 16 x^{3} - 36 x^{2} + 24 x - 9$$
- No
$$\left(- 24 x + \left(16 x^{3} - 36 x^{2}\right)\right) - 9 = 16 x^{3} + 36 x^{2} - 24 x + 9$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar