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$$\frac{2 \left(\left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)} + 1}{x} + \frac{\cot{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuaciónRaíces de esta ecuación
$$x_{1} = -36.155945326761$$
$$x_{2} = -17.3361885185616$$
$$x_{3} = 61.2773701920955$$
$$x_{4} = 98.9702712572776$$
$$x_{5} = -70.6999752111609$$
$$x_{6} = -58.136658161712$$
$$x_{7} = -73.8409666670918$$
$$x_{8} = -92.6877705167662$$
$$x_{9} = 92.6877705167662$$
$$x_{10} = 42.4350488238474$$
$$x_{11} = -14.2070947841125$$
$$x_{12} = 45.5750212521166$$
$$x_{13} = -4.90592869090344$$
$$x_{14} = 67.5590395986284$$
$$x_{15} = -33.0169733513735$$
$$x_{16} = -95.8290096731724$$
$$x_{17} = 58.136658161712$$
$$x_{18} = 64.4181679845522$$
$$x_{19} = 48.7152020823059$$
$$x_{20} = 7.97681246070588$$
$$x_{21} = 83.2642129727806$$
$$x_{22} = 17.3361885185616$$
$$x_{23} = -26.7408640091706$$
$$x_{24} = -45.5750212521166$$
$$x_{25} = 23.6042092770644$$
$$x_{26} = 1.96571540226556$$
$$x_{27} = -42.4350488238474$$
$$x_{28} = 4.90592869090344$$
$$x_{29} = 76.9820071399389$$
$$x_{30} = 36.155945326761$$
$$x_{31} = -48.7152020823059$$
$$x_{32} = 70.6999752111609$$
$$x_{33} = -83.2642129727806$$
$$x_{34} = -39.2953345433102$$
$$x_{35} = -54.9960465536225$$
$$x_{36} = 51.8555535682362$$
$$x_{37} = 80.1230908719237$$
$$x_{38} = -76.9820071399389$$
$$x_{39} = -11.0848274012762$$
$$x_{40} = -98.9702712572776$$
$$x_{41} = 95.8290096731724$$
$$x_{42} = 39.2953345433102$$
$$x_{43} = -51.8555535682362$$
$$x_{44} = -29.8785491828649$$
$$x_{45} = 26.7408640091706$$
$$x_{46} = 33.0169733513735$$
$$x_{47} = 86.4053692623541$$
$$x_{48} = -7.97681246070588$$
$$x_{49} = -20.46905190384$$
$$x_{50} = -1.96571540226556$$
$$x_{51} = 20.46905190384$$
$$x_{52} = 89.5465561462572$$
$$x_{53} = -89.5465561462572$$
$$x_{54} = 73.8409666670918$$
$$x_{55} = -23.6042092770644$$
$$x_{56} = 14.2070947841125$$
$$x_{57} = -64.4181679845522$$
$$x_{58} = 54.9960465536225$$
$$x_{59} = -80.1230908719237$$
$$x_{60} = 11.0848274012762$$
$$x_{61} = 29.8785491828649$$
$$x_{62} = -61.2773701920955$$
$$x_{63} = -86.4053692623541$$
$$x_{64} = -67.5590395986284$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{2 \left(\left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)} + 1}{x} + \frac{\cot{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \left(\left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)} + 1}{x} + \frac{\cot{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x}\right) = \infty$$
- los límites son iguales, es decir omitimos el punto correspondiente
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
$$\left[-1.96571540226556, 1.96571540226556\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -98.9702712572776\right]$$