Sr Examen

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Gráfico de la función y = xe^-6^x^2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            / 2\
            \x /
          -6    
f(x) = x*E      
$$f{\left(x \right)} = e^{- 6^{x^{2}}} x$$
f = E^(-6^(x^2))*x
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:
$$e^{- 6^{x^{2}}} x = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = 16.25$$
$$x_{2} = 84.25$$
$$x_{3} = -26$$
$$x_{4} = -20$$
$$x_{5} = 54.25$$
$$x_{6} = -100$$
$$x_{7} = 6.25$$
$$x_{8} = 74.25$$
$$x_{9} = 14.25$$
$$x_{10} = 58.25$$
$$x_{11} = 88.25$$
$$x_{12} = -52$$
$$x_{13} = -98$$
$$x_{14} = -46$$
$$x_{15} = -62$$
$$x_{16} = -94$$
$$x_{17} = -2$$
$$x_{18} = 32.25$$
$$x_{19} = -30$$
$$x_{20} = -88$$
$$x_{21} = 52.25$$
$$x_{22} = 36.25$$
$$x_{23} = 78.25$$
$$x_{24} = -76$$
$$x_{25} = 34.25$$
$$x_{26} = 30.25$$
$$x_{27} = -44$$
$$x_{28} = -70$$
$$x_{29} = -78$$
$$x_{30} = 94.25$$
$$x_{31} = -38$$
$$x_{32} = -80$$
$$x_{33} = -92$$
$$x_{34} = 68.25$$
$$x_{35} = -56$$
$$x_{36} = -72$$
$$x_{37} = 50.25$$
$$x_{38} = 96.25$$
$$x_{39} = -58$$
$$x_{40} = -60$$
$$x_{41} = 82.25$$
$$x_{42} = -68$$
$$x_{43} = 38.25$$
$$x_{44} = 24.25$$
$$x_{45} = -24$$
$$x_{46} = 80.25$$
$$x_{47} = 66.25$$
$$x_{48} = -6$$
$$x_{49} = -4$$
$$x_{50} = -54$$
$$x_{51} = 48.25$$
$$x_{52} = 22.25$$
$$x_{53} = 0$$
$$x_{54} = 92.25$$
$$x_{55} = -64$$
$$x_{56} = 42.25$$
$$x_{57} = 70.25$$
$$x_{58} = -84$$
$$x_{59} = -48$$
$$x_{60} = 12.25$$
$$x_{61} = -8$$
$$x_{62} = 72.25$$
$$x_{63} = -10$$
$$x_{64} = 90.25$$
$$x_{65} = 60.25$$
$$x_{66} = -12$$
$$x_{67} = 26.25$$
$$x_{68} = 4.25$$
$$x_{69} = -66$$
$$x_{70} = -90$$
$$x_{71} = 62.25$$
$$x_{72} = -22$$
$$x_{73} = -28$$
$$x_{74} = 98.25$$
$$x_{75} = -40$$
$$x_{76} = 10.25$$
$$x_{77} = 64.25$$
$$x_{78} = 18.25$$
$$x_{79} = 86.25$$
$$x_{80} = 56.25$$
$$x_{81} = -16$$
$$x_{82} = -32$$
$$x_{83} = 8.25$$
$$x_{84} = 40.25$$
$$x_{85} = 2.25$$
$$x_{86} = 28.25$$
$$x_{87} = -86$$
$$x_{88} = 46.25$$
$$x_{89} = -82$$
$$x_{90} = -36$$
$$x_{91} = 20.25$$
$$x_{92} = -74$$
$$x_{93} = -18$$
$$x_{94} = -50$$
$$x_{95} = 76.25$$
$$x_{96} = -34$$
$$x_{97} = -14$$
$$x_{98} = -96$$
$$x_{99} = -42$$
$$x_{100} = 44.25$$
$$x_{101} = 100.25$$
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 x*E^(-6^(x^2)).
$$\frac{0}{e^{6^{0^{2}}}}$$
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
$$- 2 \cdot 6^{x^{2}} x^{2} e^{- 6^{x^{2}}} \log{\left(6 \right)} + e^{- 6^{x^{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                               -W(1/2)            
                              e                   
         -W(1/2)              --------  -W(1/2)   
         --------             2*log(6)  --------  
    ___     2          ___  -6             2      
 -\/ 2 *e           -\/ 2 *e          *e          
(-----------------, -----------------------------)
        ________                 ________         
    2*\/ log(6)              2*\/ log(6)          

                            -W(1/2)           
                           e                  
        -W(1/2)            --------  -W(1/2)  
        --------           2*log(6)  -------- 
   ___     2        ___  -6             2     
 \/ 2 *e          \/ 2 *e          *e         
(---------------, ---------------------------)
       ________               ________        
   2*\/ log(6)            2*\/ log(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:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}, \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{2}}{2 e^{\frac{W\left(\frac{1}{2}\right)}{2}} \sqrt{\log{\left(6 \right)}}}, \infty\right)$$
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
$$- 2 \cdot 6^{x^{2}} x \left(- 2 \cdot 6^{x^{2}} x^{2} \log{\left(6 \right)} + 2 x^{2} \log{\left(6 \right)} + 3\right) e^{- 6^{x^{2}}} \log{\left(6 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 16.25$$
$$x_{2} = 84.25$$
$$x_{3} = -26$$
$$x_{4} = -20$$
$$x_{5} = 54.25$$
$$x_{6} = -100$$
$$x_{7} = 6.25$$
$$x_{8} = 74.25$$
$$x_{9} = 14.25$$
$$x_{10} = 58.25$$
$$x_{11} = 88.25$$
$$x_{12} = -52$$
$$x_{13} = -98$$
$$x_{14} = -46$$
$$x_{15} = -62$$
$$x_{16} = -94$$
$$x_{17} = -2$$
$$x_{18} = 32.25$$
$$x_{19} = -30$$
$$x_{20} = -88$$
$$x_{21} = 52.25$$
$$x_{22} = 36.25$$
$$x_{23} = 78.25$$
$$x_{24} = -76$$
$$x_{25} = 34.25$$
$$x_{26} = 30.25$$
$$x_{27} = -44$$
$$x_{28} = -70$$
$$x_{29} = -78$$
$$x_{30} = 94.25$$
$$x_{31} = -38$$
$$x_{32} = -80$$
$$x_{33} = -92$$
$$x_{34} = 68.25$$
$$x_{35} = -56$$
$$x_{36} = -72$$
$$x_{37} = 50.25$$
$$x_{38} = 96.25$$
$$x_{39} = -58$$
$$x_{40} = -60$$
$$x_{41} = 82.25$$
$$x_{42} = -68$$
$$x_{43} = 38.25$$
$$x_{44} = 24.25$$
$$x_{45} = -24$$
$$x_{46} = 80.25$$
$$x_{47} = 66.25$$
$$x_{48} = -6$$
$$x_{49} = -4$$
$$x_{50} = -54$$
$$x_{51} = 48.25$$
$$x_{52} = 22.25$$
$$x_{53} = 0$$
$$x_{54} = 92.25$$
$$x_{55} = -64$$
$$x_{56} = 42.25$$
$$x_{57} = 70.25$$
$$x_{58} = -84$$
$$x_{59} = -48$$
$$x_{60} = 12.25$$
$$x_{61} = -8$$
$$x_{62} = 72.25$$
$$x_{63} = -10$$
$$x_{64} = 90.25$$
$$x_{65} = 60.25$$
$$x_{66} = -12$$
$$x_{67} = 26.25$$
$$x_{68} = 4.25$$
$$x_{69} = -66$$
$$x_{70} = -90$$
$$x_{71} = 62.25$$
$$x_{72} = -22$$
$$x_{73} = -28$$
$$x_{74} = 98.25$$
$$x_{75} = -40$$
$$x_{76} = 10.25$$
$$x_{77} = 64.25$$
$$x_{78} = 18.25$$
$$x_{79} = 86.25$$
$$x_{80} = 56.25$$
$$x_{81} = -16$$
$$x_{82} = -32$$
$$x_{83} = 8.25$$
$$x_{84} = 40.25$$
$$x_{85} = 2.25$$
$$x_{86} = 28.25$$
$$x_{87} = -86$$
$$x_{88} = 46.25$$
$$x_{89} = -82$$
$$x_{90} = -36$$
$$x_{91} = 20.25$$
$$x_{92} = -74$$
$$x_{93} = -18$$
$$x_{94} = -50$$
$$x_{95} = 76.25$$
$$x_{96} = -34$$
$$x_{97} = -14$$
$$x_{98} = -96$$
$$x_{99} = -42$$
$$x_{100} = 44.25$$
$$x_{101} = 100.25$$

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
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(e^{- 6^{x^{2}}} x\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(e^{- 6^{x^{2}}} x\right) = 0$$
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 x*E^(-6^(x^2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} e^{- 6^{x^{2}}} = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty} e^{- 6^{x^{2}}} = 0$$
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:
$$e^{- 6^{x^{2}}} x = - x e^{- 6^{x^{2}}}$$
- No
$$e^{- 6^{x^{2}}} x = x e^{- 6^{x^{2}}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar