Sr Examen

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Gráfico de la función y = log3(1+1/x+1)/log3(x-1)*log3(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       /   /    1    \\       
       |log|1 + - + 1||       
       |   \    x    /|       
       |--------------|       
       \    log(3)    / log(x)
f(x) = ----------------*------
         /log(x - 1)\   log(3)
         |----------|         
         \  log(3)  /         
$$f{\left(x \right)} = \frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
f = ((log(1 + 1/x + 1)/log(3))/((log(x - 1)/log(3))))*(log(x)/log(3))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 2$$
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:
$$\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
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(1 + 1/x + 1)/log(3))/((log(x - 1)/log(3))))*(log(x)/log(3)).
$$\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(\frac{1}{0} + 1\right) + 1 \right)}}{\log{\left(-1 \right)} \frac{1}{\log{\left(3 \right)}}} \frac{\log{\left(0 \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
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
$$\frac{\left(- \frac{\log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\left(x - 1\right) \log{\left(x - 1 \right)}^{2}} - \frac{\log{\left(3 \right)} \frac{1}{\log{\left(x - 1 \right)}}}{x^{2} \left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1\right) \log{\left(3 \right)}}\right) \log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}} + \frac{\frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(x - 1 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{x \log{\left(3 \right)}^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 2$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}}\right) = \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}}\right) = \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(3 \right)}}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función ((log(1 + 1/x + 1)/log(3))/((log(x - 1)/log(3))))*(log(x)/log(3)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(x - 1 \right)}} \log{\left(x \right)} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{x \log{\left(3 \right)}^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(x - 1 \right)}} \log{\left(x \right)} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{x \log{\left(3 \right)}^{2}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = \frac{\log{\left(- x \right)} \log{\left(2 - \frac{1}{x} \right)}}{\log{\left(3 \right)} \log{\left(- x - 1 \right)}}$$
- No
$$\frac{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(\left(1 + \frac{1}{x}\right) + 1 \right)}}{\frac{1}{\log{\left(3 \right)}} \log{\left(x - 1 \right)}} \frac{\log{\left(x \right)}}{\log{\left(3 \right)}} = - \frac{\log{\left(- x \right)} \log{\left(2 - \frac{1}{x} \right)}}{\log{\left(3 \right)} \log{\left(- x - 1 \right)}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar