Sr Examen

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Gráfico de la función y = 1-exp(-(t^2)/119.62)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
               2  
             -t   
            ------
            /5981\
            |----|
            \ 50 /
f(t) = 1 - e      
$$f{\left(t \right)} = 1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}$$
f = 1 - exp((-t^2)/(5981/50))
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje T con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje T:

Solución analítica
$$t_{1} = 0$$
Solución numérica
$$t_{1} = 0$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando t es igual a 0:
sustituimos t = 0 en 1 - exp((-t^2)/(5981/50)).
$$1 - e^{\frac{\left(-1\right) 0^{2}}{\frac{5981}{50}}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = $$
primera derivada
$$\frac{100 t e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}}{5981} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, 0)


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:
$$t_{1} = 0$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = 0$$
(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:
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{100 \left(5981 - 100 t^{2}\right) e^{- \frac{50 t^{2}}{5981}}}{35772361} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = - \frac{\sqrt{5981}}{10}$$
$$t_{2} = \frac{\sqrt{5981}}{10}$$

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
$$\left[- \frac{\sqrt{5981}}{10}, \frac{\sqrt{5981}}{10}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{5981}}{10}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{5981}}{10}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con t->+oo y t->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 1$$
$$\lim_{t \to \infty}\left(1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 1$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 1 - exp((-t^2)/(5981/50)), dividida por t con t->+oo y t ->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(\frac{1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}}{t}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{t \to \infty}\left(\frac{1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}}{t}\right) = 0$$
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(-t) и f = -f(-t).
Pues, comprobamos:
$$1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}} = 1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}}$$
- Sí
$$1 - e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}} = e^{\frac{\left(-1\right) t^{2}}{\frac{5981}{50}}} - 1$$
- No
es decir, función
es
par