Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt(x)*exp(-1/2+lambertw(-sqrt(x)*exp(1/2)/2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                     /   ___  1/2\
                1    |-\/ x *e   |
              - - + W|-----------|
         ___    2    \     2     /
f(x) = \/ x *e                    
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}$$
f = sqrt(x)*exp(LambertW(((-sqrt(x))*exp(1/2))/2) - 1/2)
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:
$$\sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
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 sqrt(x)*exp(-1/2 + LambertW(((-sqrt(x))*exp(1/2))/2)).
$$\frac{\sqrt{0}}{e^{\frac{1}{2} - W\left(\frac{- \sqrt{0} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\frac{e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}}{2 \sqrt{x}} + \frac{e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}} W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}{2 \sqrt{x} \left(W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = e^{-2}$$
Signos de extremos en los puntos:
                  /  -1/2 \ 
             1    |-e     | 
           - - + W|-------| 
  -2   -1    2    \   2   / 
(e , e  *e                )


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:
$$x_{1} = e^{-2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, e^{-2}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[e^{-2}, \infty\right)$$
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
$$\frac{\left(-1 - \frac{\left(2 - \frac{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1} - \frac{1}{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1} + \frac{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}{\left(W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1\right)^{2}}\right) W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1} + \frac{2 W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right)}{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) + 1}\right) e^{W\left(- \frac{\sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}}{4 x^{\frac{3}{2}}} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}\right) = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}\right) = \infty$$
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 sqrt(x)*exp(-1/2 + LambertW(((-sqrt(x))*exp(1/2))/2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}}{\sqrt{x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}}{\sqrt{x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}} = \sqrt{- x} e^{W\left(- \frac{\sqrt{- x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}$$
- No
$$\sqrt{x} e^{W\left(\frac{- \sqrt{x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}} = - \sqrt{- x} e^{W\left(- \frac{\sqrt{- x} e^{\frac{1}{2}}}{2}\right) - \frac{1}{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar