Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = sin(x^2+4)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          / 2    \
f(x) = sin\x  + 4/
$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(x^{2} + 4 \right)}$$
f = sin(x^2 + 4)
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:
$$\sin{\left(x^{2} + 4 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -29.7501381671735$$
$$x_{2} = -71.7291458141924$$
$$x_{3} = 66.1703993622357$$
$$x_{4} = -23.562756467336$$
$$x_{5} = 20.1878339011461$$
$$x_{6} = -61.7497779276298$$
$$x_{7} = 60.1519436892029$$
$$x_{8} = 30.1695784225539$$
$$x_{9} = -69.865417599354$$
$$x_{10} = 4.24159740842157$$
$$x_{11} = -26.4521597304287$$
$$x_{12} = 96.4600385267731$$
$$x_{13} = 58.0252437935581$$
$$x_{14} = 44.1240188319158$$
$$x_{15} = 28.1773762797711$$
$$x_{16} = -7.67019250552396$$
$$x_{17} = 32.1848903732516$$
$$x_{18} = -39.3439546928541$$
$$x_{19} = -60.5683235036803$$
$$x_{20} = -9.16321964707352$$
$$x_{21} = 25.1117844054368$$
$$x_{22} = -68.0891500119669$$
$$x_{23} = -46.5493342984682$$
$$x_{24} = 84.4984123771754$$
$$x_{25} = -47.7815806751239$$
$$x_{26} = -19.8741607874623$$
$$x_{27} = 24.024875460949$$
$$x_{28} = 14.3696453606384$$
$$x_{29} = -79.8731260944159$$
$$x_{30} = -17.8769136967137$$
$$x_{31} = -31.544040068475$$
$$x_{32} = -53.8116160253841$$
$$x_{33} = -7.87232149530148$$
$$x_{34} = 8.26175713952941$$
$$x_{35} = -3.85351215406657$$
$$x_{36} = -100.386108727103$$
$$x_{37} = 98.3308892485112$$
$$x_{38} = -61.4181924971334$$
$$x_{39} = -54.8810436074807$$
$$x_{40} = 49.1429175290208$$
$$x_{41} = 35.4369673376477$$
$$x_{42} = -91.9240220552285$$
$$x_{43} = 18.138600312056$$
$$x_{44} = 72.2528102077686$$
$$x_{45} = 16.023488704023$$
$$x_{46} = 80.1871670191178$$
$$x_{47} = -35.8336851017561$$
$$x_{48} = -97.3676959837686$$
$$x_{49} = -101.846357494056$$
$$x_{50} = 76.1686498753518$$
$$x_{51} = -1.51102127952573$$
$$x_{52} = -91.306782307126$$
$$x_{53} = 53.3719601425649$$
$$x_{54} = -85.496360726975$$
$$x_{55} = 94.3859012683263$$
$$x_{56} = -41.5951817495917$$
$$x_{57} = 54.5652950899811$$
$$x_{58} = -5.80509361191338$$
$$x_{59} = 88.3337859721332$$
$$x_{60} = -31.2940649416723$$
$$x_{61} = -43.8741141141805$$
$$x_{62} = 56.1262774839393$$
$$x_{63} = -51.9400585491316$$
$$x_{64} = 2.32911527425531$$
$$x_{65} = 22.1894488274763$$
$$x_{66} = 40.3297233713932$$
$$x_{67} = 4.59703613524174$$
$$x_{68} = -49.4932708805311$$
$$x_{69} = -93.7178459637792$$
$$x_{70} = 74.1412755247421$$
$$x_{71} = 87.2603127713581$$
$$x_{72} = 10.1397312697158$$
$$x_{73} = -66.5963243694603$$
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 sin(x^2 + 4).
$$\sin{\left(0^{2} + 4 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \sin{\left(4 \right)}$$
Punto:
(0, sin(4))
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
$$2 x \cos{\left(x^{2} + 4 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}$$
$$x_{3} = \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, sin(4))

     __________________                           
    /       /    -4*I\      /         /    -4*I\\ 
(-\/  -I*log\-I*e    /, sin\4 - I*log\-I*e    //)

    __________________                           
   /       /    -4*I\      /         /    -4*I\\ 
(\/  -I*log\-I*e    /, sin\4 - I*log\-I*e    //)


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:
$$x_{1} = - \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}$$
$$x_{2} = \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}, 0\right] \cup \left[\sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}\right] \cup \left[0, \sqrt{- i \log{\left(- i e^{- 4 i} \right)}}\right]$$
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
$$2 \left(- 2 x^{2} \sin{\left(x^{2} + 4 \right)} + \cos{\left(x^{2} + 4 \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -9.50017470962807$$
$$x_{2} = -63.7277099609022$$
$$x_{3} = -20.4967362860769$$
$$x_{4} = 30.1695875265468$$
$$x_{5} = 10.4451863730613$$
$$x_{6} = 46.3803060878027$$
$$x_{7} = 21.3230773368568$$
$$x_{8} = 60.1519448378615$$
$$x_{9} = -17.8769574549053$$
$$x_{10} = -1.57542912672467$$
$$x_{11} = -40.7944358890199$$
$$x_{12} = -53.8116176297812$$
$$x_{13} = 80.1871675039879$$
$$x_{14} = -81.8736855772618$$
$$x_{15} = 50.1553337835779$$
$$x_{16} = -61.749778989408$$
$$x_{17} = -83.9201548675793$$
$$x_{18} = -41.5951852234398$$
$$x_{19} = 78.2037247894758$$
$$x_{20} = -8.63403286188247$$
$$x_{21} = -5.80637076114012$$
$$x_{22} = -66.241577907437$$
$$x_{23} = 8.26220039766855$$
$$x_{24} = 61.6479426668884$$
$$x_{25} = -35.8336905350776$$
$$x_{26} = -69.8878978890777$$
$$x_{27} = -55.8457093964186$$
$$x_{28} = -49.5250003428779$$
$$x_{29} = 20.4199562853161$$
$$x_{30} = 0.499515792912275$$
$$x_{31} = 66.0991458964268$$
$$x_{32} = -89.7976057388256$$
$$x_{33} = 16.0235494705067$$
$$x_{34} = 44.1240217420616$$
$$x_{35} = -68.7549172210702$$
$$x_{36} = -60.0473987583507$$
$$x_{37} = 39.4635511565776$$
$$x_{38} = -76.0861152878029$$
$$x_{39} = -71.7510421457999$$
$$x_{40} = 11.985755511645$$
$$x_{41} = -0.499515792912275$$
$$x_{42} = -34.3566711716287$$
$$x_{43} = -28.8930067222169$$
$$x_{44} = 28.1773874545224$$
$$x_{45} = -29.3247090552322$$
$$x_{46} = 76.4157210350253$$
$$x_{47} = -43.8741170743382$$
$$x_{48} = 4.24486632455045$$
$$x_{49} = -7.87283382728091$$
$$x_{50} = -7.24970211419189$$
$$x_{51} = 19.0674517366313$$
$$x_{52} = -77.355514873214$$
$$x_{53} = -3.85786707343277$$
$$x_{54} = -19.8741926346905$$
$$x_{55} = -93.717846267499$$
$$x_{56} = 6.80266761696267$$
$$x_{57} = 32.1848978719108$$
$$x_{58} = 19.7949981150871$$
$$x_{59} = 5.52936448112481$$
$$x_{60} = 20.1878642868281$$
$$x_{61} = 96.5088797169989$$
$$x_{62} = 6.07077183009749$$
$$x_{63} = 25.607327462205$$
$$x_{64} = -59.4691101495173$$
$$x_{65} = 97.7380422586888$$
$$x_{66} = -47.8144461765317$$
$$x_{67} = 57.9439754267967$$
$$x_{68} = 72.2745478802369$$
$$x_{69} = -51.940060333287$$
$$x_{70} = -23.4290677985505$$
$$x_{71} = 2.34844406355589$$
$$x_{72} = -10.2937098065693$$
$$x_{73} = 3.4278986325124$$
$$x_{74} = -29.7501476616856$$
$$x_{75} = -97.4644439256926$$
$$x_{76} = -4.59960545847001$$
$$x_{77} = 68.3654267021995$$
$$x_{78} = -79.8731265850276$$
$$x_{79} = 63.9000169387531$$
$$x_{80} = 18.1386422035504$$
$$x_{81} = 34.7205067127919$$
$$x_{82} = 12.9919420484305$$
$$x_{83} = 22.189471709751$$
$$x_{84} = 77.1725427066804$$
$$x_{85} = 56.1262788979128$$
$$x_{86} = 9.98386566916112$$
$$x_{87} = 10.1399710599954$$
$$x_{88} = 83.751525713878$$

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
$$\left[77.1725427066804, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -89.7976057388256\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \sin{\left(x^{2} + 4 \right)} = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty} \sin{\left(x^{2} + 4 \right)} = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sin(x^2 + 4), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} + 4 \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} + 4 \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\sin{\left(x^{2} + 4 \right)} = \sin{\left(x^{2} + 4 \right)}$$
- Sí
$$\sin{\left(x^{2} + 4 \right)} = - \sin{\left(x^{2} + 4 \right)}$$
- No
es decir, función
es
par