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-(x-4)*(3*x^2-24x+43)/(x^2-8*x+14)

Gráfico de la función y = -(x-4)*(3*x^2-24x+43)/(x^2-8*x+14)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                /   2            \
       (-x + 4)*\3*x  - 24*x + 43/
f(x) = ---------------------------
               2                  
              x  - 8*x + 14       
$$f{\left(x \right)} = \frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14}$$
f = ((4 - x)*(3*x^2 - 24*x + 43))/(x^2 - 8*x + 14)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 2.58578643762691$$
$$x_{2} = 5.41421356237309$$
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:
$$\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 4$$
$$x_{2} = 4 - \frac{\sqrt{15}}{3}$$
$$x_{3} = \frac{\sqrt{15}}{3} + 4$$
Solución numérica
$$x_{1} = 4$$
$$x_{2} = 2.70900555126419$$
$$x_{3} = 5.29099444873581$$
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 + 4)*(3*x^2 - 24*x + 43))/(x^2 - 8*x + 14).
$$\frac{\left(4 - 0\right) \left(\left(3 \cdot 0^{2} - 0\right) + 43\right)}{\left(0^{2} - 0\right) + 14}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{86}{7}$$
Punto:
(0, 86/7)
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
$$\frac{\left(4 - x\right) \left(8 - 2 x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(\left(x^{2} - 8 x\right) + 14\right)^{2}} + \frac{- 3 x^{2} + 24 x + \left(4 - x\right) \left(6 x - 24\right) - 43}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 3$$
$$x_{2} = 5$$
$$x_{3} = 4 - \frac{\sqrt{30}}{3}$$
$$x_{4} = \frac{\sqrt{30}}{3} + 4$$
Signos de extremos en los puntos:
(3, 2)

(5, -2)

                    /                    2           \ 
                    |        /      ____\            | 
               ____ |        |    \/ 30 |        ____| 
       ____  \/ 30 *|-53 + 3*|4 - ------|  + 8*\/ 30 | 
     \/ 30          \        \      3   /            / 
(4 - ------, -----------------------------------------)
       3           /                  2           \    
                   |      /      ____\        ____|    
                   |      |    \/ 30 |    8*\/ 30 |    
                 3*|-18 + |4 - ------|  + --------|    
                   \      \      3   /       3    /    

                     /                               2\  
                     |                   /      ____\ |  
                ____ |          ____     |    \/ 30 | |  
       ____  -\/ 30 *|-53 - 8*\/ 30  + 3*|4 + ------| |  
     \/ 30           \                   \      3   / /  
(4 + ------, -------------------------------------------)
       3            /                  2           \     
                    |      /      ____\        ____|     
                    |      |    \/ 30 |    8*\/ 30 |     
                  3*|-18 + |4 + ------|  - --------|     
                    \      \      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:
$$x_{1} = 5$$
$$x_{2} = 4 - \frac{\sqrt{30}}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = 3$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{30}}{3} + 4$$
Decrece en los intervalos
$$\left[4 - \frac{\sqrt{30}}{3}, 3\right] \cup \left[5, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 4 - \frac{\sqrt{30}}{3}\right]$$
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
$$\frac{2 \left(x - 4\right) \left(- \frac{\left(3 x \left(x - 8\right) + 43\right) \left(\frac{4 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} - 8 x + 14} - 1\right)}{x^{2} - 8 x + 14} - 9 + \frac{2 \left(3 x^{2} - 24 x + 6 \left(x - 4\right)^{2} + 43\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right)}{x^{2} - 8 x + 14} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 4$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 2.58578643762691$$
$$x_{2} = 5.41421356237309$$

$$\lim_{x \to 2.58578643762691^-}\left(\frac{2 \left(x - 4\right) \left(- \frac{\left(3 x \left(x - 8\right) + 43\right) \left(\frac{4 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} - 8 x + 14} - 1\right)}{x^{2} - 8 x + 14} - 9 + \frac{2 \left(3 x^{2} - 24 x + 6 \left(x - 4\right)^{2} + 43\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 2.58578643762691^+}\left(\frac{2 \left(x - 4\right) \left(- \frac{\left(3 x \left(x - 8\right) + 43\right) \left(\frac{4 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} - 8 x + 14} - 1\right)}{x^{2} - 8 x + 14} - 9 + \frac{2 \left(3 x^{2} - 24 x + 6 \left(x - 4\right)^{2} + 43\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 2.58578643762691$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 5.41421356237309^-}\left(\frac{2 \left(x - 4\right) \left(- \frac{\left(3 x \left(x - 8\right) + 43\right) \left(\frac{4 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} - 8 x + 14} - 1\right)}{x^{2} - 8 x + 14} - 9 + \frac{2 \left(3 x^{2} - 24 x + 6 \left(x - 4\right)^{2} + 43\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 5.41421356237309^+}\left(\frac{2 \left(x - 4\right) \left(- \frac{\left(3 x \left(x - 8\right) + 43\right) \left(\frac{4 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} - 8 x + 14} - 1\right)}{x^{2} - 8 x + 14} - 9 + \frac{2 \left(3 x^{2} - 24 x + 6 \left(x - 4\right)^{2} + 43\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right)}{x^{2} - 8 x + 14}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{2} = 5.41421356237309$$
- 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
$$\left[4, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 4\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 2.58578643762691$$
$$x_{2} = 5.41421356237309$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14}\right) = -\infty$$
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 + 4)*(3*x^2 - 24*x + 43))/(x^2 - 8*x + 14), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{x \left(\left(x^{2} - 8 x\right) + 14\right)}\right) = -3$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = - 3 x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{x \left(\left(x^{2} - 8 x\right) + 14\right)}\right) = -3$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = - 3 x$$
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:
$$\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14} = \frac{\left(x + 4\right) \left(3 x^{2} + 24 x + 43\right)}{x^{2} + 8 x + 14}$$
- No
$$\frac{\left(4 - x\right) \left(\left(3 x^{2} - 24 x\right) + 43\right)}{\left(x^{2} - 8 x\right) + 14} = - \frac{\left(x + 4\right) \left(3 x^{2} + 24 x + 43\right)}{x^{2} + 8 x + 14}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = -(x-4)*(3*x^2-24x+43)/(x^2-8*x+14)