Sr Examen

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Gráfico de la función y = (1+tan(2*x)^2)/sqrt(tan(2*x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
              2     
       1 + tan (2*x)
f(x) = -------------
          __________
        \/ tan(2*x) 
$$f{\left(x \right)} = \frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}}$$
f = (tan(2*x)^2 + 1)/sqrt(tan(2*x))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}} = 0$$
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 (1 + tan(2*x)^2)/sqrt(tan(2*x)).
$$\frac{\tan^{2}{\left(0 \cdot 2 \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(0 \cdot 2 \right)}}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$- \frac{\left(\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1\right)^{2}}{\tan^{\frac{3}{2}}{\left(2 x \right)}} + \frac{\left(4 \tan^{2}{\left(2 x \right)} + 4\right) \tan{\left(2 x \right)}}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\pi}{12}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{12}$$
Signos de extremos en los puntos:
            4 ___ 
 -pi   -4*I*\/ 3  
(----, ----------)
  12       3      

       4 ___ 
 pi  4*\/ 3  
(--, -------)
 12     3    


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:
$$x_{1} = \frac{\pi}{12}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{\pi}{12}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{\pi}{12}\right]$$
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
$$\frac{\left(\left(\frac{3 \left(\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1\right)}{\tan^{2}{\left(2 x \right)}} - 4\right) \left(\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1\right) + 16 \tan^{2}{\left(2 x \right)}\right) \left(\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1\right)}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (1 + tan(2*x)^2)/sqrt(tan(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:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{x \sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{x \sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}}\right)$$
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:
$$\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}} = \frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{- \tan{\left(2 x \right)}}}$$
- No
$$\frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{\tan{\left(2 x \right)}}} = - \frac{\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1}{\sqrt{- \tan{\left(2 x \right)}}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar