Sr Examen

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Gráfico de la función y = -exp(x)-exp(-2*x)-3*cos(x)/5+sin(x)/5

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          x    -2*x   3*cos(x)   sin(x)
f(x) = - e  - e     - -------- + ------
                         5         5   
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5}$$
f = -exp(x) - exp(-2*x) - 3*cos(x)/5 + sin(x)/5
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:
$$\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} = 0$$
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 -exp(x) - exp(-2*x) - 3*cos(x)/5 + sin(x)/5.
$$\left(\left(- e^{0} - e^{- 0}\right) - \frac{3 \cos{\left(0 \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(0 \right)}}{5}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - \frac{13}{5}$$
Punto:
(0, -13/5)
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
$$- e^{x} + \frac{3 \sin{\left(x \right)}}{5} + \frac{\cos{\left(x \right)}}{5} + 2 e^{- 2 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0.338953377751956$$
Signos de extremos en los puntos:
(0.3389533777519558, -2.41051835681807)


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:
$$x_{1} = 0.338953377751956$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0.338953377751956\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0.338953377751956, \infty\right)$$
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
$$- e^{x} - \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5} - 4 e^{- 2 x} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5}\right) = -\infty$$
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 -exp(x) - exp(-2*x) - 3*cos(x)/5 + sin(x)/5, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5}}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5}}{x}\right) = -\infty$$
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:
$$\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} = - e^{2 x} - \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5} - e^{- x}$$
- No
$$\left(\left(- e^{x} - e^{- 2 x}\right) - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5}\right) + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} = e^{2 x} + \frac{\sin{\left(x \right)}}{5} + \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{5} + e^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar