Sr Examen

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Gráfico de la función y = (2-cos(x))^(x^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                   / 2\
                   \x /
f(x) = (2 - cos(x))    
$$f{\left(x \right)} = \left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}}$$
f = (2 - cos(x))^(x^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:
$$\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} = 0$$
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 (2 - cos(x))^(x^2).
$$\left(2 - \cos{\left(0 \right)}\right)^{0^{2}}$$
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
$$\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} \left(\frac{x^{2} \sin{\left(x \right)}}{2 - \cos{\left(x \right)}} + 2 x \log{\left(2 - \cos{\left(x \right)} \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 4.34412528960893$$
$$x_{2} = 0$$
$$x_{3} = -6.28318530717959$$
$$x_{4} = 12.5663706143592$$
$$x_{5} = 6.28318530717959$$
Signos de extremos en los puntos:
(4.344125289608932, 10898509.4394636)

(0, 1)

(-6.283185307179586, 1)

(12.566370614359172, 1)

(6.283185307179586, 1)


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:
$$x_{1} = -6.28318530717959$$
$$x_{2} = 12.5663706143592$$
$$x_{3} = 6.28318530717959$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{3} = 4.34412528960893$$
Decrece en los intervalos
$$\left[12.5663706143592, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -6.28318530717959\right] \cup \left[4.34412528960893, 6.28318530717959\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} = \left\langle 0, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle 0, \infty\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty} \left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} = \left\langle 0, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle 0, \infty\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (2 - cos(x))^(x^2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}}}{x}\right)$$
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:
$$\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} = \left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}}$$
- Sí
$$\left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}} = - \left(2 - \cos{\left(x \right)}\right)^{x^{2}}$$
- No
es decir, función
es
par