Sr Examen

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Gráfico de la función y = (4*(x-600)^3+3*1200^(3/2)+12*x/5)/(3*1200^(3/2)-4*(x-600)^3+12*(1200-x)/5)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                      3         3/2   12*x     
           4*(x - 600)  + 3*1200    + ----     
                                       5       
f(x) = ----------------------------------------
             3/2              3   12*(1200 - x)
       3*1200    - 4*(x - 600)  + -------------
                                        5      
$$f{\left(x \right)} = \frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}$$
f = ((12*x)/5 + 4*(x - 600)^3 + 3*1200^(3/2))/((12*(1200 - x))/5 - 4*(x - 600)^3 + 3*1200^(3/2))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 631.587799680699$$
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:
$$\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{4860 + 243000 \sqrt{3} + \frac{\sqrt{\frac{2916}{125} + \left(9720 + 486000 \sqrt{3}\right)^{2}}}{2}}}{3} + \frac{3}{5 \sqrt[3]{4860 + 243000 \sqrt{3} + \frac{\sqrt{\frac{2916}{125} + \left(9720 + 486000 \sqrt{3}\right)^{2}}}{2}}} + 600$$
Solución numérica
$$x_{1} = 568.412200319301$$
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 (4*(x - 600)^3 + 3*1200^(3/2) + (12*x)/5)/(3*1200^(3/2) - 4*(x - 600)^3 + (12*(1200 - x))/5).
$$\frac{\left(4 \left(-600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right) + \frac{0 \cdot 12}{5}}{\frac{12 \left(1200 - 0\right)}{5} + \left(3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}} - 4 \left(-600\right)^{3}\right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{-864000000 + 72000 \sqrt{3}}{72000 \sqrt{3} + 864002880}$$
Punto:
(0, (-864000000 + 72000*sqrt(3))/(864002880 + 72000*sqrt(3)))
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
$$\frac{\left(\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)\right) \left(12 \left(x - 600\right)^{2} + \frac{12}{5}\right)}{\left(\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)\right)^{2}} + \frac{12 \left(x - 600\right)^{2} + \frac{12}{5}}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 631.587799680699$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}\right) = -1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = -1$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}\right) = -1$$
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 (4*(x - 600)^3 + 3*1200^(3/2) + (12*x)/5)/(3*1200^(3/2) - 4*(x - 600)^3 + (12*(1200 - x))/5), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{x \left(\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{x \left(\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)\right)}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)} = \frac{- \frac{12 x}{5} + 4 \left(- x - 600\right)^{3} + 72000 \sqrt{3}}{\frac{12 x}{5} - 4 \left(- x - 600\right)^{3} + 2880 + 72000 \sqrt{3}}$$
- No
$$\frac{\frac{12 x}{5} + \left(4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)}{\frac{12 \left(1200 - x\right)}{5} + \left(- 4 \left(x - 600\right)^{3} + 3 \cdot 1200^{\frac{3}{2}}\right)} = - \frac{- \frac{12 x}{5} + 4 \left(- x - 600\right)^{3} + 72000 \sqrt{3}}{\frac{12 x}{5} - 4 \left(- x - 600\right)^{3} + 2880 + 72000 \sqrt{3}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar