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Trazado el gráfico de la función/ acos(2*x)^(3)

Gráfico de la función y = acos(2*x)^(3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src] 
           3     
f(x) = acos (2*x)
$$f{\left(x \right)} = \operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)}$$ 
f = acos(2*x)^3
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:
$$\operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{1}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.500000002241688$$
$$x_{2} = 0.499999999901349$$
$$x_{3} = 0.500000000037309$$
$$x_{4} = 0.500000000882208$$
$$x_{5} = 0.500000000466316$$
$$x_{6} = 0.499999999961417$$
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 acos(2*x)^3.
$$\operatorname{acos}^{3}{\left(0 \cdot 2 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\pi^{3}}{8}$$
Punto:
(0, pi^3/8)
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
$$- \frac{6 \operatorname{acos}^{2}{\left(2 x \right)}}{\sqrt{1 - 4 x^{2}}} = 0$$
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
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(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
$$- 24 \left(\frac{x \operatorname{acos}{\left(2 x \right)}}{\left(1 - 4 x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{1}{4 x^{2} - 1}\right) \operatorname{acos}{\left(2 x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1.73358351657812$$

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:
No tiene corvaduras en todo el eje numérico
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)} = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)} = - \infty i$$
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 acos(2*x)^3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)} = \operatorname{acos}^{3}{\left(- 2 x \right)}$$
- No
$$\operatorname{acos}^{3}{\left(2 x \right)} = - \operatorname{acos}^{3}{\left(- 2 x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
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