Sr Examen

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x^4+e^4+cos(4*x)+10

Gráfico de la función y = x^4+e^4+cos(4*x)+10

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        4    4                
f(x) = x  + E  + cos(4*x) + 10
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10$$
f = x^4 + E^4 + cos(4*x) + 10
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:
$$\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10 = 0$$
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 x^4 + E^4 + cos(4*x) + 10.
$$10 + \left(\cos{\left(0 \cdot 4 \right)} + \left(0^{4} + e^{4}\right)\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 11 + e^{4}$$
Punto:
(0, 11 + exp(4))
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
$$4 x^{3} - 4 \sin{\left(4 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 0.698468550820161$$
$$x_{3} = -0.698468550820161$$
Signos de extremos en los puntos:
            4 
(0, 11 + E )

                                         4 
(0.6984685508201607, 9.29785313134487 + E )

                                          4 
(-0.6984685508201607, 9.29785313134487 + E )


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:
$$x_{1} = 0.698468550820161$$
$$x_{2} = -0.698468550820161$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left[-0.698468550820161, 0\right] \cup \left[0.698468550820161, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -0.698468550820161\right] \cup \left[0, 0.698468550820161\right]$$
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
$$4 \left(3 x^{2} - 4 \cos{\left(4 x \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -0.367352903215482$$
$$x_{2} = 0.367352903215482$$

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
$$\left(-\infty, -0.367352903215482\right] \cup \left[0.367352903215482, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[-0.367352903215482, 0.367352903215482\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la derecha
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función x^4 + E^4 + cos(4*x) + 10, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la derecha
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:
$$\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10 = \left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10$$
- Sí
$$\left(\left(x^{4} + e^{4}\right) + \cos{\left(4 x \right)}\right) + 10 = \left(\left(- x^{4} - e^{4}\right) - \cos{\left(4 x \right)}\right) - 10$$
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = x^4+e^4+cos(4*x)+10