Sr Examen

Gráfico de la función y = ln(cos((x)^(1/2)))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /   /  ___\\
f(x) = log\cos\\/ x //
$$f{\left(x \right)} = \log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)}$$
f = log(cos(sqrt(x)))
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:
$$\log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 4 \pi^{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 39.4784196931281$$
$$x_{2} = 39.4784062959722$$
$$x_{3} = 39.4784103413578$$
$$x_{4} = 0$$
$$x_{5} = 39.4784244809486$$
$$x_{6} = 39.4784254541406$$
$$x_{7} = 39.4784188022266$$
$$x_{8} = 39.4784159867671$$
$$x_{9} = 39.4784134938697$$
$$x_{10} = 39.4784179014877$$
$$x_{11} = 39.4784054103828$$
$$x_{12} = 39.4784119202347$$
$$x_{13} = 39.4784122864094$$
$$x_{14} = 39.4784005773107$$
$$x_{15} = 39.4784279368965$$
$$x_{16} = 39.4784216040526$$
$$x_{17} = 39.4784169897246$$
$$x_{18} = 39.4784135502088$$
$$x_{19} = 39.4784219268824$$
$$x_{20} = 39.4784064029087$$
$$x_{21} = 39.47842522874$$
$$x_{22} = 39.4784232400798$$
$$x_{23} = 39.4784227155226$$
$$x_{24} = 39.4784206139581$$
$$x_{25} = 39.478414864914$$
$$x_{26} = 39.4784202473119$$
$$x_{27} = 39.4784183157447$$
$$x_{28} = 39.4784097343173$$
$$x_{29} = 39.4784198232879$$
$$x_{30} = 39.4783997423329$$
$$x_{31} = 39.4784233518974$$
$$x_{32} = 39.4784233026603$$
$$x_{33} = 39.4784249348881$$
$$x_{34} = 39.4784315267865$$
$$x_{35} = 39.4784256755471$$
$$x_{36} = 39.4784237672926$$
$$x_{37} = 39.4784160944136$$
$$x_{38} = 39.4784240272617$$
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 log(cos(sqrt(x))).
$$\log{\left(\cos{\left(\sqrt{0} \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\frac{- \frac{\sin^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}{x \cos^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}} - \frac{1}{x} + \frac{\sin{\left(\sqrt{x} \right)}}{x^{\frac{3}{2}} \cos{\left(\sqrt{x} \right)}}}{4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -626322972.280157$$

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:
No tiene corvaduras en todo el eje numérico
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)} = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)} = \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(cos(sqrt(x))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)}}{x}\right)$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)} = \log{\left(\cos{\left(\sqrt{- x} \right)} \right)}$$
- No
$$\log{\left(\cos{\left(\sqrt{x} \right)} \right)} = - \log{\left(\cos{\left(\sqrt{- x} \right)} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar