Sr Examen

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Gráfico de la función y = (x^3-6)(x-4)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       / 3    \        
f(x) = \x  - 6/*(x - 4)
$$f{\left(x \right)} = \left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right)$$
f = (x - 4)*(x^3 - 6)
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:
$$\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 4$$
$$x_{2} = \sqrt[3]{6}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1.81712059283214$$
$$x_{2} = 4$$
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^3 - 6)*(x - 4).
$$\left(-4\right) \left(-6 + 0^{3}\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 24$$
Punto:
(0, 24)
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
$$x^{3} + 3 x^{2} \left(x - 4\right) - 6 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{\sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}} + 1 + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                            /                                                3\                                              
                              ____________  |     /                             ____________\ | /                              ____________\ 
                             /       ____   |     |                            /       ____ | | |                             /       ____ | 
             1              /  7   \/ 33    |     |            1              /  7   \/ 33  | | |             1              /  7   \/ 33  | 
(1 + ----------------- + 3 /   - + ------, |-6 + |1 + ----------------- + 3 /   - + ------ | |*|-3 + ----------------- + 3 /   - + ------ |)
          ____________   \/    4     4      |     |         ____________   \/    4     4    | | |          ____________   \/    4     4    | 
         /       ____                       |     |        /       ____                     | | |         /       ____                     | 
        /  7   \/ 33                        |     |       /  7   \/ 33                      | | |        /  7   \/ 33                      | 
     3 /   - + ------                       |     |    3 /   - + ------                     | | |     3 /   - + ------                     | 
     \/    4     4                          \     \    \/    4     4                        / / \     \/    4     4                        / 


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:
$$x_{1} = \frac{1}{\sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}} + 1 + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{1}{\sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}} + 1 + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{1}{\sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}} + 1 + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{33}}{4} + \frac{7}{4}}\right]$$
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
$$6 x \left(2 x - 4\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 2$$

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
$$\left(-\infty, 0\right] \cup \left[2, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, 2\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right)\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right)\right) = \infty$$
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^3 - 6)*(x - 4), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right)}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right)}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right) = \left(- x - 4\right) \left(- x^{3} - 6\right)$$
- No
$$\left(x - 4\right) \left(x^{3} - 6\right) = - \left(- x - 4\right) \left(- x^{3} - 6\right)$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar