Sr Examen

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y=(x+x^(2x)-(x*x)+ln(x*x+1))-(x-sin(x))

Gráfico de la función y = y=(x+x^(2x)-(x*x)+ln(x*x+1))-(x-sin(x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            2*x                                   
f(x) = x + x    - x*x + log(x*x + 1) + -x + sin(x)
$$f{\left(x \right)} = \left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right)$$
f = -x + sin(x) - x*x + x + x^(2*x) + log(x*x + 1)
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:
$$\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 + x^(2*x) - x*x + log(x*x + 1) - x + sin(x).
$$\left(- 0 + \sin{\left(0 \right)}\right) + \left(\log{\left(0 \cdot 0 + 1 \right)} + \left(- 0 \cdot 0 + 0^{0 \cdot 2}\right)\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 1$$
Punto:
(0, 1)
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
$$- 2 x + \frac{2 x}{x x + 1} + x^{2 x} \left(2 \log{\left(x \right)} + 2\right) + \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0.153747545783695$$
Signos de extremos en los puntos:
(0.15374754578369537, 0.71514084461981)


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:
$$x_{1} = 0.153747545783695$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0.153747545783695, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0.153747545783695\right]$$
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
$$- \frac{4 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + 4 x^{2 x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} - \sin{\left(x \right)} - 2 + \frac{2}{x^{2} + 1} + \frac{2 x^{2 x}}{x} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right)\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right)\right) = \infty$$
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 x + x^(2*x) - x*x + log(x*x + 1) - x + sin(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right)}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right)}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right) = - x^{2} + \log{\left(x^{2} + 1 \right)} - \sin{\left(x \right)} + \left(- x\right)^{- 2 x}$$
- No
$$\left(- x + \sin{\left(x \right)}\right) + \left(\left(- x x + \left(x + x^{2 x}\right)\right) + \log{\left(x x + 1 \right)}\right) = x^{2} - \log{\left(x^{2} + 1 \right)} + \sin{\left(x \right)} - \left(- x\right)^{- 2 x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = y=(x+x^(2x)-(x*x)+ln(x*x+1))-(x-sin(x))