Sr Examen

Gráfico de la función y = cot(x)/csc(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       cot(x)
f(x) = ------
       csc(x)
f(x)=cot(x)csc(x)f{\left(x \right)} = \frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}}
f = cot(x)/csc(x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-10102-2
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:
cot(x)csc(x)=0\frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
Solución numérica
x1=14.1371669411541x_{1} = 14.1371669411541
x2=73.8274273593601x_{2} = 73.8274273593601
x3=92.6769832808989x_{3} = -92.6769832808989
x4=48.6946861306418x_{4} = -48.6946861306418
x5=89.5353906273091x_{5} = 89.5353906273091
x6=2266.65909956504x_{6} = -2266.65909956504
x7=23.5619449019235x_{7} = -23.5619449019235
x8=86.3937979737193x_{8} = -86.3937979737193
x9=39.2699081698724x_{9} = 39.2699081698724
x10=17.2787595947439x_{10} = -17.2787595947439
x11=20.4203522483337x_{11} = 20.4203522483337
x12=26.7035375555132x_{12} = -26.7035375555132
x13=61.261056745001x_{13} = 61.261056745001
x14=42.4115008234622x_{14} = 42.4115008234622
x15=64.4026493985908x_{15} = -64.4026493985908
x16=83.2522053201295x_{16} = -83.2522053201295
x17=4.71238898038469x_{17} = -4.71238898038469
x18=3608.11916264788x_{18} = -3608.11916264788
x19=42.4115008234622x_{19} = -42.4115008234622
x20=29.845130209103x_{20} = -29.845130209103
x21=17.2787595947439x_{21} = 17.2787595947439
x22=51.8362787842316x_{22} = 51.8362787842316
x23=1.5707963267949x_{23} = 1.5707963267949
x24=67.5442420521806x_{24} = -67.5442420521806
x25=36.1283155162826x_{25} = -36.1283155162826
x26=45.553093477052x_{26} = 45.553093477052
x27=80.1106126665397x_{27} = -80.1106126665397
x28=86.3937979737193x_{28} = 86.3937979737193
x29=73.8274273593601x_{29} = -73.8274273593601
x30=32.9867228626928x_{30} = 32.9867228626928
x31=64.4026493985908x_{31} = 64.4026493985908
x32=1.5707963267949x_{32} = -1.5707963267949
x33=95.8185759344887x_{33} = 95.8185759344887
x34=20.4203522483337x_{34} = -20.4203522483337
x35=10.9955742875643x_{35} = -10.9955742875643
x36=98.9601685880785x_{36} = -98.9601685880785
x37=92.6769832808989x_{37} = 92.6769832808989
x38=36.1283155162826x_{38} = 36.1283155162826
x39=32.9867228626928x_{39} = -32.9867228626928
x40=39.2699081698724x_{40} = -39.2699081698724
x41=58.1194640914112x_{41} = -58.1194640914112
x42=61.261056745001x_{42} = -61.261056745001
x43=4.71238898038469x_{43} = 4.71238898038469
x44=76.9690200129499x_{44} = -76.9690200129499
x45=95.8185759344887x_{45} = -95.8185759344887
x46=48.6946861306418x_{46} = 48.6946861306418
x47=51.8362787842316x_{47} = -51.8362787842316
x48=23.5619449019235x_{48} = 23.5619449019235
x49=67.5442420521806x_{49} = 67.5442420521806
x50=14.1371669411541x_{50} = -14.1371669411541
x51=76.9690200129499x_{51} = 76.9690200129499
x52=98.9601685880785x_{52} = 98.9601685880785
x53=80.1106126665397x_{53} = 80.1106126665397
x54=7.85398163397448x_{54} = -7.85398163397448
x55=7.85398163397448x_{55} = 7.85398163397448
x56=387.986692718339x_{56} = -387.986692718339
x57=58.1194640914112x_{57} = 58.1194640914112
x58=45.553093477052x_{58} = -45.553093477052
x59=83.2522053201295x_{59} = 83.2522053201295
x60=54.9778714378214x_{60} = 54.9778714378214
x61=26.7035375555132x_{61} = 26.7035375555132
x62=89.5353906273091x_{62} = -89.5353906273091
x63=10.9955742875643x_{63} = 10.9955742875643
x64=70.6858347057703x_{64} = -70.6858347057703
x65=70.6858347057703x_{65} = 70.6858347057703
x66=54.9778714378214x_{66} = -54.9778714378214
x67=29.845130209103x_{67} = 29.845130209103
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 cot(x)/csc(x).
cot(0)csc(0)\frac{\cot{\left(0 \right)}}{\csc{\left(0 \right)}}
Resultado:
f(0)=NaNf{\left(0 \right)} = \text{NaN}
- no hay soluciones de la ecuación
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
cot2(x)1csc(x)+cot2(x)csc(x)=0\frac{- \cot^{2}{\left(x \right)} - 1}{\csc{\left(x \right)}} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
cot(x)csc(x)=0- \frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{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
[π2,)\left[\frac{\pi}{2}, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,π2]\left(-\infty, \frac{\pi}{2}\right]
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=limx(cot(x)csc(x))y = \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=limx(cot(x)csc(x))y = \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}}\right)
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función cot(x)/csc(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=xlimx(cot(x)xcsc(x))y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cot{\left(x \right)}}{x \csc{\left(x \right)}}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
y=xlimx(cot(x)xcsc(x))y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cot{\left(x \right)}}{x \csc{\left(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:
cot(x)csc(x)=cot(x)csc(x)\frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}} = \frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}}
- No
cot(x)csc(x)=cot(x)csc(x)\frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}} = - \frac{\cot{\left(x \right)}}{\csc{\left(x \right)}}
- No
es decir, función
no es
par ni impar