Sr Examen

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Gráfico de la función y = 4.956*(3/pi)*((pi/2)+arcsin(1-(1/x))+2*(1-1/x)*((1/(2*x))*(1-1/(2*x)))^(1/2))+(2*3*(1-1/(2*x)))/(pi*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
               /                                   _________\              
            3  |                                  /      1  |     /     1 \
       1239*-- |                                 /  1 - --- |   6*|1 - ---|
            pi |pi       /    1\     /    1\    /       2*x |     \    2*x/
f(x) = -------*|-- + asin|1 - -| + 2*|1 - -|*  /    ------- | + -----------
         250   \2        \    x/     \    x/ \/       2*x   /       pi*x   
$$f{\left(x \right)} = \frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x}$$
f = (1239*(3/pi)/250)*(sqrt((1 - 1/(2*x))/((2*x)))*(2*(1 - 1/x)) + asin(1 - 1/x) + pi/2) + (6*(1 - 1/(2*x)))/((pi*x))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 (1239*(3/pi)/250)*(pi/2 + asin(1 - 1/x) + (2*(1 - 1/x))*sqrt((1 - 1/(2*x))/((2*x)))) + (6*(1 - 1/(2*x)))/((pi*x)).
$$\frac{6 \left(1 - \frac{1}{0 \cdot 2}\right)}{0 \pi} + \frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{0 \cdot 2}}{0 \cdot 2}} \cdot 2 \left(1 - \frac{1}{0}\right) + \left(\frac{\pi}{2} + \operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{0} \right)}\right)\right)$$
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
$$\frac{3717 \left(\frac{4 x \sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} \left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(\frac{\frac{1}{2} \frac{1}{x}}{4 x^{2}} - \frac{1 - \frac{1}{2 x}}{4 x^{2}}\right)}{1 - \frac{1}{2 x}} + \frac{2 \sqrt{\frac{1}{2 x} \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}}{x^{2}} + \frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - \left(1 - \frac{1}{x}\right)^{2}}}\right)}{250 \pi} - \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x^{2}} + \frac{3 \frac{1}{\pi x}}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1239 \sqrt{1597621}}{62500} + \frac{1597621}{62500}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                  /            ________________________________                                                                        \                                   
                                  |           /                 1               /                2             \                                       |                                   
                                  |          /  1 - -------------------------- *|2 - --------------------------|                                       |                                   
                                  |         /                        _________  |                     _________|                                       |                                   
                                  |        /        1597621   1239*\/ 1597621   |    1597621   1239*\/ 1597621 |                                       |                                   
                                  |       /         ------- + ----------------  |    ------- + ----------------|                                       |                                   
                                  |pi   \/           31250         31250        \     62500         62500      /       /                1             \|                                   
                             3717*|-- + ------------------------------------------------------------------------ + asin|1 - --------------------------||                    6              
                                  |2                            ____________________________                           |                     _________||    6 - -------------------------- 
                                  |                            /                  _________                            |    1597621   1239*\/ 1597621 ||                         _________ 
                                  |                           /  1597621   1239*\/ 1597621                             |    ------- + ----------------||        1597621   1239*\/ 1597621  
                  _________       |                          /   ------- + ----------------                            \     62500         62500      /|        ------- + ---------------- 
 1597621   1239*\/ 1597621        \                        \/     31250         31250                                                                  /         31250         31250       
(------- + ----------------, --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + -------------------------------)
  62500         62500                                                                   250*pi                                                                /                 _________\ 
                                                                                                                                                              |1597621   1239*\/ 1597621 | 
                                                                                                                                                           pi*|------- + ----------------| 
                                                                                                                                                              \ 62500         62500      / 


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:
La función no tiene puntos mínimos
La función no tiene puntos máximos
Crece en todo el eje numérico
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x}\right) = \frac{3717}{250}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{3717}{250}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x}\right) = \frac{3717}{250}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \frac{3717}{250}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (1239*(3/pi)/250)*(pi/2 + asin(1 - 1/x) + (2*(1 - 1/x))*sqrt((1 - 1/(2*x))/((2*x)))) + (6*(1 - 1/(2*x)))/((pi*x)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x} = \frac{3717 \left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{1 + \frac{1}{2 x}}{x}} \left(2 + \frac{2}{x}\right)}{2} + \operatorname{asin}{\left(1 + \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)}{250 \pi} - \frac{6 + \frac{3}{x}}{\pi x}$$
- No
$$\frac{1239 \frac{3}{\pi}}{250} \left(\sqrt{\frac{1 - \frac{1}{2 x}}{2 x}} 2 \left(1 - \frac{1}{x}\right) + \left(\operatorname{asin}{\left(1 - \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)\right) + \frac{6 \left(1 - \frac{1}{2 x}\right)}{\pi x} = - \frac{3717 \left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{1 + \frac{1}{2 x}}{x}} \left(2 + \frac{2}{x}\right)}{2} + \operatorname{asin}{\left(1 + \frac{1}{x} \right)} + \frac{\pi}{2}\right)}{250 \pi} + \frac{6 + \frac{3}{x}}{\pi x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar