Sr Examen

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Gráfico de la función y = x^4/(256*sin(-2+3*log(x))^4)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                   4          
                  x           
f(x) = -----------------------
              4               
       256*sin (-2 + 3*log(x))
$$f{\left(x \right)} = \frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}$$
f = x^4/((256*sin(3*log(x) - 2)^4))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 1.94773404105468$$
$$x_{2} = 5.55036792227698$$
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:
$$\frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
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^4/((256*sin(-2 + 3*log(x))^4)).
$$\frac{0^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(0 \right)} - 2 \right)}}$$
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
$$4 x^{3} \frac{1}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}} - \frac{3 x^{3} \cos{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}{64 \sin^{5}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} - \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}$$
$$x_{2} = e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} + \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                       /      ____\    
            /      ____\               |1   \/ 10 |    
            |1   \/ 10 |         8*atan|- - ------|    
      2*atan|- - ------|     8         \3     3   /    
  2         \3     3   /     - - ------------------    
  - - ------------------     3           3             
  3           3             e                          
(e                     , ----------------------------)
                                  /      /      ____\\ 
                                 4|      |1   \/ 10 || 
                          256*sin |2*atan|- - ------|| 
                                  \      \3     3   // 

                                       /      ____\    
            /      ____\               |1   \/ 10 |    
            |1   \/ 10 |         8*atan|- + ------|    
      2*atan|- + ------|     8         \3     3   /    
  2         \3     3   /     - - ------------------    
  - - ------------------     3           3             
  3           3             e                          
(e                     , ----------------------------)
                                  /      /      ____\\ 
                                 4|      |1   \/ 10 || 
                          256*sin |2*atan|- + ------|| 
                                  \      \3     3   // 


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:
$$x_{1} = e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} - \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}$$
$$x_{2} = e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} + \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} - \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, e^{\frac{2}{3} - \frac{2 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{3} + \frac{\sqrt{10}}{3} \right)}}{3}}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 1.94773404105468$$
$$x_{2} = 5.55036792227698$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función x^4/((256*sin(-2 + 3*log(x))^4)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(x^{3} \frac{1}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(x^{3} \frac{1}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}}\right)$$
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:
$$\frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}} = \frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(- x \right)} - 2 \right)}}$$
- No
$$\frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(x \right)} - 2 \right)}} = - \frac{x^{4}}{256 \sin^{4}{\left(3 \log{\left(- x \right)} - 2 \right)}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar