Sr Examen

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Gráfico de la función y = -sqrt(2)*sqrt(x^2+sqrt(1-3*x^4))/2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                  ____________________
                 /         __________ 
          ___   /   2     /        4  
       -\/ 2 *\/   x  + \/  1 - 3*x   
f(x) = -------------------------------
                      2               
$$f{\left(x \right)} = \frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2}$$
f = ((-sqrt(2))*sqrt(x^2 + sqrt(1 - 3*x^4)))/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:
$$\frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2} = 0$$
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 ((-sqrt(2))*sqrt(x^2 + sqrt(1 - 3*x^4)))/2.
$$\frac{- \sqrt{2} \sqrt{0^{2} + \sqrt{1 - 3 \cdot 0^{4}}}}{2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - \frac{\sqrt{2}}{2}$$
Punto:
(0, -sqrt(2)/2)
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
$$- \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{3 x^{3}}{\sqrt{1 - 3 x^{4}}} + x\right)}{2 \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}$$
$$x_{3} = \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}$$
Signos de extremos en los puntos:
       ___  
    -\/ 2   
(0, -------)
       2    

    ___  3/4     3/4  
 -\/ 2 *3      -3     
(------------, ------)
      6          3    

   ___  3/4    3/4  
 \/ 2 *3     -3     
(----------, ------)
     6         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:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}, 0\right] \cup \left[\frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}\right] \cup \left[0, \frac{\sqrt{2} \cdot 3^{\frac{3}{4}}}{6}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2}\right) = - \infty \operatorname{sign}{\left(\sqrt{1 + \sqrt{3} i} \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = - \infty \operatorname{sign}{\left(\sqrt{1 + \sqrt{3} i} \right)}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2}\right) = - \infty \operatorname{sign}{\left(\sqrt{1 + \sqrt{3} i} \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = - \infty \operatorname{sign}{\left(\sqrt{1 + \sqrt{3} i} \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función ((-sqrt(2))*sqrt(x^2 + sqrt(1 - 3*x^4)))/2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \frac{\sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2 x}\right) = \frac{\sqrt{2} \sqrt{1 + \sqrt{3} i}}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = \frac{\sqrt{2} x \sqrt{1 + \sqrt{3} i}}{2}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \frac{\sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2 x}\right) = - \frac{\sqrt{2} \sqrt{1 + \sqrt{3} i}}{2}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = - \frac{\sqrt{2} x \sqrt{1 + \sqrt{3} i}}{2}$$
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:
$$\frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2} = \frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2}$$
- Sí
$$\frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2} = - \frac{- \sqrt{2} \sqrt{x^{2} + \sqrt{1 - 3 x^{4}}}}{2}$$
- No
es decir, función
es
par