Sr Examen

Gráfico de la función y = 1+cos(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = 1 + cos(x)
f(x)=cos(x)+1f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)} + 1
f = cos(x) + 1
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-101004
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:
cos(x)+1=0\cos{\left(x \right)} + 1 = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=πx_{1} = \pi
Solución numérica
x1=53.4070745963886x_{1} = -53.4070745963886
x2=28.2743343914215x_{2} = -28.2743343914215
x3=3.14159295109225x_{3} = -3.14159295109225
x4=21.9911485864417x_{4} = -21.9911485864417
x5=97.3893716284562x_{5} = -97.3893716284562
x6=34.5575188899093x_{6} = -34.5575188899093
x7=78.5398168194507x_{7} = -78.5398168194507
x8=9.42477826738203x_{8} = 9.42477826738203
x9=59.6902599212271x_{9} = -59.6902599212271
x10=34.5575196658297x_{10} = -34.5575196658297
x11=72.2566311847166x_{11} = -72.2566311847166
x12=91.106187265474x_{12} = -91.106187265474
x13=34.5575197055812x_{13} = 34.5575197055812
x14=28.2743338651796x_{14} = 28.2743338651796
x15=78.5398168562347x_{15} = 78.5398168562347
x16=28.2743337069329x_{16} = -28.2743337069329
x17=97.3893724533348x_{17} = -97.3893724533348
x18=72.2566315166773x_{18} = 72.2566315166773
x19=78.5398166181283x_{19} = 78.5398166181283
x20=15.7079635641079x_{20} = -15.7079635641079
x21=59.6902606928653x_{21} = -59.6902606928653
x22=53.407075424589x_{22} = 53.407075424589
x23=65.9734457529812x_{23} = 65.9734457529812
x24=9.42477744529557x_{24} = -9.42477744529557
x25=47.1238901083229x_{25} = -47.1238901083229
x26=9.42477752082051x_{26} = -9.42477752082051
x27=53.4070745786761x_{27} = -53.4070745786761
x28=9.42477748794163x_{28} = 9.42477748794163
x29=97.3893717959212x_{29} = 97.3893717959212
x30=97.389372581711x_{30} = 97.389372581711
x31=72.2566315419804x_{31} = -72.2566315419804
x32=3.1415922548952x_{32} = 3.1415922548952
x33=91.1061865667532x_{33} = 91.1061865667532
x34=40.8407040952604x_{34} = -40.8407040952604
x35=65.9734457649277x_{35} = -65.9734457649277
x36=65.9734452390837x_{36} = 65.9734452390837
x37=59.6902599104079x_{37} = 59.6902599104079
x38=15.7079629803241x_{38} = 15.7079629803241
x39=65.9734449870253x_{39} = -65.9734449870253
x40=72.2566310277176x_{40} = 72.2566310277176
x41=28.2743340989896x_{41} = -28.2743340989896
x42=78.5398160472843x_{42} = -78.5398160472843
x43=53.4070766553897x_{43} = 53.4070766553897
x44=65.9734461969855x_{44} = -65.9734461969855
x45=28.2743343711514x_{45} = 28.2743343711514
x46=65.9734460390947x_{46} = 65.9734460390947
x47=34.5575190219169x_{47} = 34.5575190219169
x48=78.5398161804942x_{48} = 78.5398161804942
x49=15.707962774825x_{49} = -15.707962774825
x50=40.8407049290801x_{50} = -40.8407049290801
x51=21.991148226056x_{51} = -21.991148226056
x52=21.9911485852059x_{52} = 21.9911485852059
x53=28.2743335663982x_{53} = 28.2743335663982
x54=53.407075294995x_{54} = -53.407075294995
x55=21.9911490521325x_{55} = -21.9911490521325
x56=21.9911489072506x_{56} = 21.9911489072506
x57=72.2566306985x_{57} = 72.2566306985
x58=40.8407049800347x_{58} = 40.8407049800347
x59=72.2566308657983x_{59} = -72.2566308657983
x60=97.3893717476911x_{60} = -97.3893717476911
x61=84.8230020565447x_{61} = -84.8230020565447
x62=3.14159306054457x_{62} = 3.14159306054457
x63=84.8230012511693x_{63} = -84.8230012511693
x64=91.1061873718352x_{64} = 91.1061873718352
x65=47.1238893275319x_{65} = -47.1238893275319
x66=78.5398149750205x_{66} = 78.5398149750205
x67=21.9911480932338x_{67} = 21.9911480932338
x68=47.123889410773x_{68} = 47.123889410773
x69=91.1061864815274x_{69} = -91.1061864815274
x70=65.9734453607004x_{70} = -65.9734453607004
x71=1127.83176318906x_{71} = -1127.83176318906
x72=59.6902600526626x_{72} = 59.6902600526626
x73=40.8407049008781x_{73} = -40.8407049008781
x74=9.4247781365785x_{74} = -9.4247781365785
x75=15.7079634518075x_{75} = 15.7079634518075
x76=53.4070746418597x_{76} = 53.4070746418597
x77=40.8407042062167x_{77} = 40.8407042062167
x78=40.8407045792514x_{78} = 40.8407045792514
x79=84.8230013636028x_{79} = 84.8230013636028
x80=59.6902606104322x_{80} = 59.6902606104322
x81=15.7079627593774x_{81} = 15.7079627593774
x82=84.8230021335997x_{82} = 84.8230021335997
x83=40.8407045848602x_{83} = 40.8407045848602
x84=47.1238902162437x_{84} = 47.1238902162437
x85=78.5398152766482x_{85} = 78.5398152766482
x86=59.6902604578012x_{86} = -59.6902604578012
x87=15.707963957033x_{87} = 15.707963957033
x88=15.7079632965989x_{88} = -15.7079632965989
x89=3.14159217367683x_{89} = -3.14159217367683
x90=34.5575195449229x_{90} = 34.5575195449229
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 1 + cos(x).
1+cos(0)1 + \cos{\left(0 \right)}
Resultado:
f(0)=2f{\left(0 \right)} = 2
Punto:
(0, 2)
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
sin(x)=0- \sin{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
x2=πx_{2} = \pi
Signos de extremos en los puntos:
(0, 2)

(pi, 0)


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=πx_{1} = \pi
Puntos máximos de la función:
x1=0x_{1} = 0
Decrece en los intervalos
(,0][π,)\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\pi, \infty\right)
Crece en los intervalos
[0,π]\left[0, \pi\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
cos(x)=0- \cos{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}

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
[π2,3π2]\left[\frac{\pi}{2}, \frac{3 \pi}{2}\right]
Convexa en los intervalos
(,π2][3π2,)\left(-\infty, \frac{\pi}{2}\right] \cup \left[\frac{3 \pi}{2}, \infty\right)
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(cos(x)+1)=0,2\lim_{x \to -\infty}\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) = \left\langle 0, 2\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0,2y = \left\langle 0, 2\right\rangle
limx(cos(x)+1)=0,2\lim_{x \to \infty}\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) = \left\langle 0, 2\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=0,2y = \left\langle 0, 2\right\rangle
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 1 + cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(cos(x)+1x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cos{\left(x \right)} + 1}{x}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx(cos(x)+1x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cos{\left(x \right)} + 1}{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:
cos(x)+1=cos(x)+1\cos{\left(x \right)} + 1 = \cos{\left(x \right)} + 1
- Sí
cos(x)+1=cos(x)1\cos{\left(x \right)} + 1 = - \cos{\left(x \right)} - 1
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = 1+cos(x)