Sr Examen

Gráfico de la función y = abs(sin((x-2)/2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       |   /x - 2\|
f(x) = |sin|-----||
       |   \  2  /|
$$f{\left(x \right)} = \left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right|$$
f = Abs(sin((x - 2)/2))
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:
$$\left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right| = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 2$$
$$x_{2} = 2 + 2 \pi$$
Solución numérica
$$x_{1} = 58.5486677646163$$
$$x_{2} = 121.380520836412$$
$$x_{3} = -500.654824574367$$
$$x_{4} = -73.398223686155$$
$$x_{5} = 8.28318530717959$$
$$x_{6} = 71.1150383789755$$
$$x_{7} = -35.6991118430775$$
$$x_{8} = 27.1327412287183$$
$$x_{9} = -92.2477796076938$$
$$x_{10} = -4.28318530717959$$
$$x_{11} = -54.5486677646163$$
$$x_{12} = 45.9822971502571$$
$$x_{13} = -29.4159265358979$$
$$x_{14} = -38532.7754889324$$
$$x_{15} = 14.5663706143592$$
$$x_{16} = -41.9822971502571$$
$$x_{17} = 39.6991118430775$$
$$x_{18} = -98.5309649148734$$
$$x_{19} = 64.8318530717959$$
$$x_{20} = 2$$
$$x_{21} = 83.6814089933346$$
$$x_{22} = 96.2477796076938$$
$$x_{23} = 52.2654824574367$$
$$x_{24} = -67.1150383789755$$
$$x_{25} = 89.9645943005142$$
$$x_{26} = -79.6814089933346$$
$$x_{27} = -10.5663706143592$$
$$x_{28} = -60.8318530717959$$
$$x_{29} = -48.2654824574367$$
$$x_{30} = 33.4159265358979$$
$$x_{31} = 140.230076757951$$
$$x_{32} = 20.8495559215388$$
$$x_{33} = -23.1327412287183$$
$$x_{34} = -85.9645943005142$$
$$x_{35} = -16.8495559215388$$
$$x_{36} = 77.398223686155$$
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 Abs(sin((x - 2)/2)).
$$\left|{\sin{\left(- \frac{2}{2} \right)}}\right|$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \sin{\left(1 \right)}$$
Punto:
(0, sin(1))
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
$$\frac{\cos{\left(\frac{x - 2}{2} \right)} \operatorname{sign}{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} - 1 \right)} \right)}}{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 80.5398163397448$$
$$x_{2} = -82.8230016469244$$
$$x_{3} = -76.5398163397448$$
$$x_{4} = 86.8230016469244$$
$$x_{5} = 36.5575191894877$$
$$x_{6} = 67.9734457253857$$
$$x_{7} = 30.2743338823081$$
$$x_{8} = -13.707963267949$$
$$x_{9} = -1.14159265358979$$
$$x_{10} = -32.5575191894877$$
$$x_{11} = 93.106186954104$$
$$x_{12} = 74.2566310325652$$
$$x_{13} = -26.2743338823081$$
$$x_{14} = 61.6902604182061$$
$$x_{15} = -57.6902604182061$$
$$x_{16} = 5.14159265358979$$
$$x_{17} = -101.672557568463$$
$$x_{18} = 42.8407044966673$$
$$x_{19} = -1672.46888436336$$
$$x_{20} = 17.707963267949$$
$$x_{21} = 105.672557568463$$
$$x_{22} = -89.106186954104$$
$$x_{23} = 23.9911485751286$$
$$x_{24} = 2$$
$$x_{25} = -95.3893722612836$$
$$x_{26} = 11.4247779607694$$
$$x_{27} = 99.3893722612836$$
$$x_{28} = 49.1238898038469$$
$$x_{29} = -45.1238898038469$$
$$x_{30} = -63.9734457253857$$
$$x_{31} = -70.2566310325652$$
$$x_{32} = -7.42477796076938$$
$$x_{33} = -51.4070751110265$$
$$x_{34} = -164.504410640259$$
$$x_{35} = -38.8407044966673$$
$$x_{36} = 55.4070751110265$$
$$x_{37} = -19.9911485751286$$
$$x_{38} = -120.522113490002$$
$$x_{39} = -9746.36200408913$$
Signos de extremos en los puntos:
(80.53981633974483, 1)

(-82.82300164692441, 1)

(-76.53981633974483, 1)

(86.82300164692441, 1)

(36.55751918948773, 1)

(67.97344572538566, 1)

(30.274333882308138, 1)

(-13.707963267948966, 1)

(-1.1415926535897933, 1)

(-32.55751918948773, 1)

(93.106186954104, 1)

(74.25663103256524, 1)

(-26.274333882308138, 1)

(61.69026041820607, 1)

(-57.69026041820607, 1)

(5.141592653589793, 1)

(-101.67255756846318, 1)

(42.840704496667314, 1)

(-1672.4688843633598, 1)

(17.707963267948966, 1)

(105.67255756846318, 1)

(-89.106186954104, 1)

(23.991148575128552, 1)

(2, 0)

(-95.3893722612836, 1)

(11.42477796076938, 1)

(99.3893722612836, 1)

(49.1238898038469, 1)

(-45.1238898038469, 1)

(-63.97344572538566, 1)

(-70.25663103256524, 1)

(-7.424777960769379, 1)

(-51.40707511102649, 1)

(-164.50441064025904, 1)

(-38.840704496667314, 1)

(55.40707511102649, 1)

(-19.991148575128552, 1)

(-120.52211349000194, 1)

(-9746.36200408913, 1)


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:
$$x_{1} = 2$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 80.5398163397448$$
$$x_{1} = -82.8230016469244$$
$$x_{1} = -76.5398163397448$$
$$x_{1} = 86.8230016469244$$
$$x_{1} = 36.5575191894877$$
$$x_{1} = 67.9734457253857$$
$$x_{1} = 30.2743338823081$$
$$x_{1} = -13.707963267949$$
$$x_{1} = -1.14159265358979$$
$$x_{1} = -32.5575191894877$$
$$x_{1} = 93.106186954104$$
$$x_{1} = 74.2566310325652$$
$$x_{1} = -26.2743338823081$$
$$x_{1} = 61.6902604182061$$
$$x_{1} = -57.6902604182061$$
$$x_{1} = 5.14159265358979$$
$$x_{1} = -101.672557568463$$
$$x_{1} = 42.8407044966673$$
$$x_{1} = -1672.46888436336$$
$$x_{1} = 17.707963267949$$
$$x_{1} = 105.672557568463$$
$$x_{1} = -89.106186954104$$
$$x_{1} = 23.9911485751286$$
$$x_{1} = -95.3893722612836$$
$$x_{1} = 11.4247779607694$$
$$x_{1} = 99.3893722612836$$
$$x_{1} = 49.1238898038469$$
$$x_{1} = -45.1238898038469$$
$$x_{1} = -63.9734457253857$$
$$x_{1} = -70.2566310325652$$
$$x_{1} = -7.42477796076938$$
$$x_{1} = -51.4070751110265$$
$$x_{1} = -164.504410640259$$
$$x_{1} = -38.8407044966673$$
$$x_{1} = 55.4070751110265$$
$$x_{1} = -19.9911485751286$$
$$x_{1} = -120.522113490002$$
$$x_{1} = -9746.36200408913$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, -9746.36200408913\right] \cup \left[2, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2\right] \cup \left[105.672557568463, \infty\right)$$
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
$$\frac{- \sin{\left(\frac{x}{2} - 1 \right)} \operatorname{sign}{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} - 1 \right)} \right)} + 2 \cos^{2}{\left(\frac{x}{2} - 1 \right)} \delta\left(\sin{\left(\frac{x}{2} - 1 \right)}\right)}{4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right| = \left|{\left\langle -1, 1\right\rangle}\right|$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left|{\left\langle -1, 1\right\rangle}\right|$$
$$\lim_{x \to \infty} \left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right| = \left|{\left\langle -1, 1\right\rangle}\right|$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left|{\left\langle -1, 1\right\rangle}\right|$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función Abs(sin((x - 2)/2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right|}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right|}{x}\right) = 0$$
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:
$$\left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right| = \left|{\sin{\left(\frac{x}{2} + 1 \right)}}\right|$$
- No
$$\left|{\sin{\left(\frac{x - 2}{2} \right)}}\right| = - \left|{\sin{\left(\frac{x}{2} + 1 \right)}}\right|$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar