Sr Examen

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Gráfico de la función y = -1-x^2-cos(x)-exp(x)-sin(x)-3*x

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
             2             x               
f(x) = -1 - x  - cos(x) - e  - sin(x) - 3*x
$$f{\left(x \right)} = - 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right)$$
f = -3*x - x^2 - 1 - cos(x) - exp(x) - sin(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:
$$- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -3.02121847992775$$
$$x_{2} = -0.702058062534168$$
$$x_{3} = -0.702058062534084$$
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 - x^2 - cos(x) - exp(x) - sin(x) - 3*x.
$$\left(\left(\left(\left(-1 - 0^{2}\right) - \cos{\left(0 \right)}\right) - e^{0}\right) - \sin{\left(0 \right)}\right) - 0$$
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
$$- 2 x - e^{x} + \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} - 3 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -1.89197574484208$$
$$x_{2} = -1.891975744842$$
Signos de extremos en los puntos:
(-1.8919757448420804, 2.21013103073911)

(-1.8919757448420034, 2.2101310307391)


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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = -1.89197574484208$$
$$x_{2} = -1.891975744842$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, -1.89197574484208\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[-1.891975744842, \infty\right)$$
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
$$- e^{x} + \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} - 2 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right)\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right)\right) = -\infty$$
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 -1 - x^2 - cos(x) - exp(x) - sin(x) - 3*x, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right)}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right)}{x}\right) = -\infty$$
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:
$$- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right) = - x^{2} + 3 x + \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} - 1 - e^{- x}$$
- No
$$- 3 x + \left(\left(\left(\left(- x^{2} - 1\right) - \cos{\left(x \right)}\right) - e^{x}\right) - \sin{\left(x \right)}\right) = x^{2} - 3 x - \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} + 1 + e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar