Sr Examen

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exp((-(x-20)^2)/2)/(7,5*pi^(1/2))

Gráfico de la función y = exp((-(x-20)^2)/2)/(7,5*pi^(1/2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                 2 
        -(x - 20)  
        -----------
             2     
       e           
f(x) = ------------
       /     ____\ 
       |15*\/ pi | 
       |---------| 
       \    2    / 
$$f{\left(x \right)} = \frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}}$$
f = exp((-(x - 20)^2)/2)/((15*sqrt(pi)/2))
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:
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 exp((-(x - 20)^2)/2)/((15*sqrt(pi)/2)).
$$\frac{1}{\frac{15 \sqrt{\pi}}{2} e^{- \frac{\left(-1\right) \left(-20\right)^{2}}{2}}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{2}{15 \sqrt{\pi} e^{200}}$$
Punto:
(0, 2*exp(-200)/(15*sqrt(pi)))
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
$$\frac{2}{15 \sqrt{\pi}} \left(20 - x\right) e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 20$$
Signos de extremos en los puntos:
          1      
(20, -----------)
     /     ____\ 
     |15*\/ pi | 
     |---------| 
     \    2    / 


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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 20$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 20\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[20, \infty\right)$$
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
$$\frac{2 \left(\left(x - 20\right)^{2} - 1\right) e^{- \frac{\left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{15 \sqrt{\pi}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 19$$
$$x_{2} = 21$$

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
$$\left(-\infty, 19\right] \cup \left[21, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[19, 21\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función exp((-(x - 20)^2)/2)/((15*sqrt(pi)/2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{2}{15 \sqrt{\pi}} e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{2}{15 \sqrt{\pi}} e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}} = \frac{2}{15 \sqrt{\pi}} e^{- \frac{\left(- x - 20\right)^{2}}{2}}$$
- No
$$\frac{e^{\frac{\left(-1\right) \left(x - 20\right)^{2}}{2}}}{\frac{15}{2} \sqrt{\pi}} = - \frac{2}{15 \sqrt{\pi}} e^{- \frac{\left(- x - 20\right)^{2}}{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = exp((-(x-20)^2)/2)/(7,5*pi^(1/2))