Sr Examen

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Gráfico de la función y = -x^3+(6x^2)-7x-3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          3      2          
f(x) = - x  + 6*x  - 7*x - 3
$$f{\left(x \right)} = \left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3$$
f = -7*x - x^3 + 6*x^2 - 3
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:
$$\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 2 - \frac{\sqrt[3]{\frac{27}{2} + \frac{3 \sqrt{1419} i}{2}}}{3} - \frac{5}{\sqrt[3]{\frac{27}{2} + \frac{3 \sqrt{1419} i}{2}}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 4.12841906384458$$
$$x_{2} = -0.330058739567982$$
$$x_{3} = 2.2016396757234$$
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 -x^3 + 6*x^2 - 7*x - 3.
$$-3 + \left(\left(- 0^{3} + 6 \cdot 0^{2}\right) - 0\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -3$$
Punto:
(0, -3)
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
$$- 3 x^{2} + 12 x - 7 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 - \frac{\sqrt{15}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{15}}{3} + 2$$
Signos de extremos en los puntos:
                               3                 2            
       ____        /      ____\      /      ____\        ____ 
     \/ 15         |    \/ 15 |      |    \/ 15 |    7*\/ 15  
(2 - ------, -17 - |2 - ------|  + 6*|2 - ------|  + --------)
       3           \      3   /      \      3   /       3     

                               3                 2            
       ____        /      ____\      /      ____\        ____ 
     \/ 15         |    \/ 15 |      |    \/ 15 |    7*\/ 15  
(2 + ------, -17 - |2 + ------|  + 6*|2 + ------|  - --------)
       3           \      3   /      \      3   /       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:
$$x_{1} = 2 - \frac{\sqrt{15}}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{15}}{3} + 2$$
Decrece en los intervalos
$$\left[2 - \frac{\sqrt{15}}{3}, \frac{\sqrt{15}}{3} + 2\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2 - \frac{\sqrt{15}}{3}\right] \cup \left[\frac{\sqrt{15}}{3} + 2, \infty\right)$$
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
$$6 \left(2 - x\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2$$

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
$$\left(-\infty, 2\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[2, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la derecha
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función -x^3 + 6*x^2 - 7*x - 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la derecha
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:
$$\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3 = x^{3} + 6 x^{2} + 7 x - 3$$
- No
$$\left(- 7 x + \left(- x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) - 3 = - x^{3} - 6 x^{2} - 7 x + 3$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar