Sr Examen

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y=x*exp^(x+4)/(x-2)

Gráfico de la función y = y=x*exp^(x+4)/(x-2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          x + 4
       x*E     
f(x) = --------
        x - 2  
f(x)=ex+4xx2f{\left(x \right)} = \frac{e^{x + 4} x}{x - 2}
f = (E^(x + 4)*x)/(x - 2)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-20000002000000
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=2x_{1} = 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:
ex+4xx2=0\frac{e^{x + 4} x}{x - 2} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=0x_{1} = 0
Solución numérica
x1=34.9550979627043x_{1} = -34.9550979627043
x2=72.8829518560966x_{2} = -72.8829518560966
x3=68.884542052103x_{3} = -68.884542052103
x4=76.8816482523397x_{4} = -76.8816482523397
x5=58.7846631653682x_{5} = -58.7846631653682
x6=74.8822688144429x_{6} = -74.8822688144429
x7=78.8810827208943x_{7} = -78.8810827208943
x8=96.8776585229635x_{8} = -96.8776585229635
x9=102.876941964935x_{9} = -102.876941964935
x10=82.8800921946729x_{10} = -82.8800921946729
x11=60.8889898607499x_{11} = -60.8889898607499
x12=40.9220331873374x_{12} = -40.9220331873374
x13=70.8837061433646x_{13} = -70.8837061433646
x14=0x_{14} = 0
x15=120.875454751818x_{15} = -120.875454751818
x16=86.8792562546682x_{16} = -86.8792562546682
x17=98.8774031778961x_{17} = -98.8774031778961
x18=118.875583971589x_{18} = -118.875583971589
x19=46.9057254985945x_{19} = -46.9057254985945
x20=108.876353897722x_{20} = -108.876353897722
x21=62.8876760028954x_{21} = -62.8876760028954
x22=52.8963738751379x_{22} = -52.8963738751379
x23=44.9101105399726x_{23} = -44.9101105399726
x24=90.8785441695322x_{24} = -90.8785441695322
x25=58.8904789513601x_{25} = -58.8904789513601
x26=38.9303237279225x_{26} = -38.9303237279225
x27=66.8854719401314x_{27} = -66.8854719401314
x28=100.877164818532x_{28} = -100.877164818532
x29=92.878227026582x_{29} = -92.878227026582
x30=114.875865250021x_{30} = -114.875865250021
x31=106.87653762709x_{31} = -106.87653762709
x32=80.8805658563556x_{32} = -80.8805658563556
x33=94.8779325154731x_{33} = -94.8779325154731
x34=50.8989940497909x_{34} = -50.8989940497909
x35=84.8796570221994x_{35} = -84.8796570221994
x36=104.876733295522x_{36} = -104.876733295522
x37=112.876018528967x_{37} = -112.876018528967
x38=48.9020724101924x_{38} = -48.9020724101924
x39=64.8865106249317x_{39} = -64.8865106249317
x40=36.9409903044452x_{40} = -36.9409903044452
x41=32.9744261513989x_{41} = -32.9744261513989
x42=110.876181152119x_{42} = -110.876181152119
x43=42.9154442833927x_{43} = -42.9154442833927
x44=88.8788863384542x_{44} = -88.8788863384542
x45=56.8921764385105x_{45} = -56.8921764385105
x46=54.8941238648963x_{46} = -54.8941238648963
x47=116.875720610646x_{47} = -116.875720610646
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*E^(x + 4))/(x - 2).
0e42\frac{0 e^{4}}{-2}
Resultado:
f(0)=0f{\left(0 \right)} = 0
Punto:
(0, 0)
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
xex+4(x2)2+ex+4+xex+4x2=0- \frac{x e^{x + 4}}{\left(x - 2\right)^{2}} + \frac{e^{x + 4} + x e^{x + 4}}{x - 2} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=13x_{1} = 1 - \sqrt{3}
x2=1+3x_{2} = 1 + \sqrt{3}
Signos de extremos en los puntos:
                               ___ 
            /      ___\  5 - \/ 3  
       ___  \1 - \/ 3 /*e          
(1 - \/ 3, ----------------------)
                         ___       
                  -1 - \/ 3        

                               ___ 
            /      ___\  5 + \/ 3  
       ___  \1 + \/ 3 /*e          
(1 + \/ 3, ----------------------)
                         ___       
                  -1 + \/ 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:
x1=1+3x_{1} = 1 + \sqrt{3}
Puntos máximos de la función:
x1=13x_{1} = 1 - \sqrt{3}
Decrece en los intervalos
(,13][1+3,)\left(-\infty, 1 - \sqrt{3}\right] \cup \left[1 + \sqrt{3}, \infty\right)
Crece en los intervalos
[13,1+3]\left[1 - \sqrt{3}, 1 + \sqrt{3}\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
(x+2x(x2)2+22(x+1)x2)ex+4x2=0\frac{\left(x + \frac{2 x}{\left(x - 2\right)^{2}} + 2 - \frac{2 \left(x + 1\right)}{x - 2}\right) e^{x + 4}}{x - 2} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=23917+493382233917+493+43x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}}{3} - \frac{8 \cdot 2^{\frac{2}{3}}}{3 \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}} + \frac{4}{3}
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
x1=2x_{1} = 2

limx2((x+2x(x2)2+22(x+1)x2)ex+4x2)=\lim_{x \to 2^-}\left(\frac{\left(x + \frac{2 x}{\left(x - 2\right)^{2}} + 2 - \frac{2 \left(x + 1\right)}{x - 2}\right) e^{x + 4}}{x - 2}\right) = -\infty
limx2+((x+2x(x2)2+22(x+1)x2)ex+4x2)=\lim_{x \to 2^+}\left(\frac{\left(x + \frac{2 x}{\left(x - 2\right)^{2}} + 2 - \frac{2 \left(x + 1\right)}{x - 2}\right) e^{x + 4}}{x - 2}\right) = \infty
- los límites no son iguales, signo
x1=2x_{1} = 2
- es el punto de flexión

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
(,23917+493382233917+493+43]\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}}{3} - \frac{8 \cdot 2^{\frac{2}{3}}}{3 \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}} + \frac{4}{3}\right]
Convexa en los intervalos
[23917+493382233917+493+43,)\left[- \frac{\sqrt[3]{2} \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}}{3} - \frac{8 \cdot 2^{\frac{2}{3}}}{3 \sqrt[3]{9 \sqrt{17} + 49}} + \frac{4}{3}, \infty\right)
Asíntotas verticales
Hay:
x1=2x_{1} = 2
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(ex+4xx2)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{x + 4} x}{x - 2}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
limx(ex+4xx2)=\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{x + 4} x}{x - 2}\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*E^(x + 4))/(x - 2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(ex+4x2)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{x + 4}}{x - 2}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx(ex+4x2)=\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{x + 4}}{x - 2}\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:
ex+4xx2=xe4xx2\frac{e^{x + 4} x}{x - 2} = - \frac{x e^{4 - x}}{- x - 2}
- No
ex+4xx2=xe4xx2\frac{e^{x + 4} x}{x - 2} = \frac{x e^{4 - x}}{- x - 2}
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = y=x*exp^(x+4)/(x-2)