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-x^4+4x^2-3
Trazado el gráfico de la función/ -x^4+4x^2-3

Gráfico de la función y = -x^4+4x^2-3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src] 
          4      2    
f(x) = - x  + 4*x  - 3
f(x)=(−x4+4x2)−3f{\left(x \right)} = \left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3 
f = -x^4 + 4*x^2 - 3
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-1000010000
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:
(−x4+4x2)−3=0\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3 = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=−1x_{1} = -1
x2=1x_{2} = 1
x3=−3x_{3} = - \sqrt{3}
x4=3x_{4} = \sqrt{3}
Solución numérica
x1=1.73205080756888x_{1} = 1.73205080756888
x2=−1x_{2} = -1
x3=1x_{3} = 1
x4=−1.73205080756888x_{4} = -1.73205080756888
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 + 4*x^2 - 3.
−3+(−04+4⋅02)-3 + \left(- 0^{4} + 4 \cdot 0^{2}\right)
Resultado:
f(0)=−3f{\left(0 \right)} = -3
Punto:
(0, -3)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
−4x3+8x=0- 4 x^{3} + 8 x = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
x2=−2x_{2} = - \sqrt{2}
x3=2x_{3} = \sqrt{2}
Signos de extremos en los puntos:
(0, -3)

    ___    
(-\/ 2, 1)

   ___    
(\/ 2, 1)


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:
x1=0x_{1} = 0
Puntos máximos de la función:
x1=−2x_{1} = - \sqrt{2}
x1=2x_{1} = \sqrt{2}
Decrece en los intervalos
(−∞,−2]∪[0,∞)\left(-\infty, - \sqrt{2}\right] \cup \left[0, \infty\right)
Crece en los intervalos
(−∞,0]∪[2,∞)\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\sqrt{2}, \infty\right)
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
4(2−3x2)=04 \left(2 - 3 x^{2}\right) = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=−63x_{1} = - \frac{\sqrt{6}}{3}
x2=63x_{2} = \frac{\sqrt{6}}{3}

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
[−63,63]\left[- \frac{\sqrt{6}}{3}, \frac{\sqrt{6}}{3}\right]
Convexa en los intervalos
(−∞,−63]∪[63,∞)\left(-\infty, - \frac{\sqrt{6}}{3}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{6}}{3}, \infty\right)
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
lim⁡x→−∞((−x4+4x2)−3)=−∞\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3\right) = -\infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
lim⁡x→∞((−x4+4x2)−3)=−∞\lim_{x \to \infty}\left(\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3\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 + 4*x^2 - 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
lim⁡x→−∞((−x4+4x2)−3x)=∞\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3}{x}\right) = \infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
lim⁡x→∞((−x4+4x2)−3x)=−∞\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3}{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:
(−x4+4x2)−3=(−x4+4x2)−3\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3 = \left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3
- Sí
(−x4+4x2)−3=(x4−4x2)+3\left(- x^{4} + 4 x^{2}\right) - 3 = \left(x^{4} - 4 x^{2}\right) + 3
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = -x^4+4x^2-3
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