Sr Examen

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Gráfico de la función y = log(arcsen(2-3^(-2x)))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /    /     -2*x\\
f(x) = log\asin\2 - 3    //
$$f{\left(x \right)} = \log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)}$$
f = log(asin(2 - 3^(-2*x)))
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:
$$\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\log{\left(2 - \sin{\left(1 \right)} \right)}}{2 \log{\left(3 \right)}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.0669713563090121$$
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 log(asin(2 - 3^(-2*x))).
$$\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 0} \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \log{\left(\frac{\pi}{2} \right)}$$
Punto:
(0, log(pi/2))
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
$$\frac{2 \cdot 3^{- 2 x} \log{\left(3 \right)}}{\sqrt{1 - \left(2 - 3^{- 2 x}\right)^{2}} \operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$\frac{4 \cdot 3^{- 2 x} \left(- \frac{1}{\sqrt{1 - \left(2 - 3^{- 2 x}\right)^{2}}} + \frac{3^{- 2 x}}{\left(\left(2 - 3^{- 2 x}\right)^{2} - 1\right) \operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)}} + \frac{3^{- 2 x} \left(2 - 3^{- 2 x}\right)}{\left(1 - \left(2 - 3^{- 2 x}\right)^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}\right) \log{\left(3 \right)}^{2}}{\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 43.7328310743678$$
$$x_{2} = 103.732831074368$$

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:
No tiene corvaduras en todo el eje numérico
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)} = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)} = \log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 \right)} \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 \right)} \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(asin(2 - 3^(-2*x))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)}}{x}\right)$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)} = \log{\left(- \operatorname{asin}{\left(3^{2 x} - 2 \right)} \right)}$$
- No
$$\log{\left(\operatorname{asin}{\left(2 - 3^{- 2 x} \right)} \right)} = - \log{\left(- \operatorname{asin}{\left(3^{2 x} - 2 \right)} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar