Sr Examen

Gráfico de la función y = |3cos(2x)-2|

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = \pi - \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\operatorname{acos}{\left(\frac{2}{3} \right)}}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -71.8360966972813$$
$$x_{2} = 12.9869049496431$$
$$x_{3} = 47.5444241391309$$
$$x_{4} = 97.8099065965676$$
$$x_{5} = -41.2612388319513$$
$$x_{6} = 84.4024673116405$$
$$x_{7} = 90.68565261882$$
$$x_{8} = -19.2700902568227$$
$$x_{9} = 91.526721289388$$
$$x_{10} = 78.1192820044609$$
$$x_{11} = -91.526721289388$$
$$x_{12} = -930.331959797863$$
$$x_{13} = -34.1369848542038$$
$$x_{14} = -53.8276094463104$$
$$x_{15} = -49.8449481221527$$
$$x_{16} = 46.7033554685629$$
$$x_{17} = -69.5355727142594$$
$$x_{18} = 25.5532755640023$$
$$x_{19} = -93.8272452724098$$
$$x_{20} = -12.1458362790752$$
$$x_{21} = -82.1019433286186$$
$$x_{22} = -100.110430579589$$
$$x_{23} = 28.6948682175921$$
$$x_{24} = 3.56212698887376$$
$$x_{25} = 138.650611093235$$
$$x_{26} = -9.84531229605335$$
$$x_{27} = -18.4290215862548$$
$$x_{28} = -47.5444241391309$$
$$x_{29} = 75.818758021439$$
$$x_{30} = 5.86265097189562$$
$$x_{31} = 31.8364608711819$$
$$x_{32} = -16.1284976032329$$
$$x_{33} = 87.5440599652302$$
$$x_{34} = -40.4201701613833$$
$$x_{35} = 2.72105831830583$$
$$x_{36} = 9.84531229605335$$
$$x_{37} = -63.2523874070798$$
$$x_{38} = -84.4024673116405$$
$$x_{39} = 37.2785775077936$$
$$x_{40} = 68.6945040436915$$
$$x_{41} = -56.1281334293323$$
$$x_{42} = 53.8276094463104$$
$$x_{43} = 18.4290215862548$$
$$x_{44} = -60.11079475349$$
$$x_{45} = 52.9865407757425$$
$$x_{46} = -62.4113187365119$$
$$x_{47} = 24.7122068934344$$
$$x_{48} = 34.9780535247717$$
$$x_{49} = 66.3939800606696$$
$$x_{50} = 69.5355727142594$$
$$x_{51} = 40.4201701613833$$
$$x_{52} = -31.8364608711819$$
$$x_{53} = -78.1192820044609$$
$$x_{54} = 62.4113187365119$$
$$x_{55} = -97.8099065965676$$
$$x_{56} = -24.7122068934344$$
$$x_{57} = -43.5617628149731$$
$$x_{58} = -21.5706142398446$$
$$x_{59} = 59.2697260829221$$
$$x_{60} = -85.2435359822084$$
$$x_{61} = -25.5532755640023$$
$$x_{62} = -38.1196461783615$$
$$x_{63} = -3.56212698887376$$
$$x_{64} = -75.818758021439$$
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 Abs(3*cos(2*x) - 2).
$$\left|{-2 + 3 \cos{\left(0 \cdot 2 \right)}}\right|$$
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
$$- 6 \sin{\left(2 x \right)} \operatorname{sign}{\left(3 \cos{\left(2 x \right)} - 2 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1.5707963267949$$
$$x_{2} = -50.2654824574367$$
$$x_{3} = 14.1371669411541$$
$$x_{4} = 61.261056745001$$
$$x_{5} = -36.1283155162826$$
$$x_{6} = 7.85398163397448$$
$$x_{7} = 72.2566310325652$$
$$x_{8} = 42.4115008234622$$
$$x_{9} = -43.9822971502571$$
$$x_{10} = 40.8407044966673$$
$$x_{11} = -37.6991118430775$$
$$x_{12} = 83.2522053201295$$
$$x_{13} = -89.5353906273091$$
$$x_{14} = 34.5575191894877$$
$$x_{15} = -94.2477796076938$$
$$x_{16} = -67.5442420521806$$
$$x_{17} = -51.8362787842316$$
$$x_{18} = -83.2522053201295$$
$$x_{19} = -14.1371669411541$$
$$x_{20} = -21.9911485751286$$
$$x_{21} = 92.6769832808989$$
$$x_{22} = -15.707963267949$$
$$x_{23} = 50.2654824574367$$
$$x_{24} = 64.4026493985908$$
$$x_{25} = 48.6946861306418$$
$$x_{26} = 67.5442420521806$$
$$x_{27} = 21.9911485751286$$
$$x_{28} = -87.9645943005142$$
$$x_{29} = -72.2566310325652$$
$$x_{30} = 23.5619449019235$$
$$x_{31} = -117.809724509617$$
$$x_{32} = -80.1106126665397$$
$$x_{33} = -9.42477796076938$$
$$x_{34} = -64.4026493985908$$
$$x_{35} = -29.845130209103$$
$$x_{36} = -86.3937979737193$$
$$x_{37} = 4.71238898038469$$
$$x_{38} = 20.4203522483337$$
$$x_{39} = -65.9734457253857$$
$$x_{40} = -76.9690200129499$$
$$x_{41} = 15.707963267949$$
$$x_{42} = 28.2743338823081$$
$$x_{43} = 94.2477796076938$$
$$x_{44} = 37.6991118430775$$
$$x_{45} = -1.5707963267949$$
$$x_{46} = 6.28318530717959$$
$$x_{47} = 86.3937979737193$$
$$x_{48} = -53.4070751110265$$
$$x_{49} = -39.2699081698724$$
$$x_{50} = -6.28318530717959$$
$$x_{51} = 36.1283155162826$$
$$x_{52} = -75.398223686155$$
$$x_{53} = 51.8362787842316$$
$$x_{54} = 80.1106126665397$$
$$x_{55} = 0$$
$$x_{56} = 89.5353906273091$$
$$x_{57} = 58.1194640914112$$
$$x_{58} = 73.8274273593601$$
$$x_{59} = -58.1194640914112$$
$$x_{60} = -20.4203522483337$$
$$x_{61} = -97.3893722612836$$
$$x_{62} = -95.8185759344887$$
$$x_{63} = 29.845130209103$$
$$x_{64} = -28.2743338823081$$
$$x_{65} = 26.7035375555132$$
$$x_{66} = 100.530964914873$$
$$x_{67} = -23.5619449019235$$
$$x_{68} = -42.4115008234622$$
$$x_{69} = -61.261056745001$$
$$x_{70} = 78.5398163397448$$
$$x_{71} = 70.6858347057703$$
$$x_{72} = -98.9601685880785$$
$$x_{73} = 12.5663706143592$$
$$x_{74} = 87.9645943005142$$
$$x_{75} = 43.9822971502571$$
$$x_{76} = -31.4159265358979$$
$$x_{77} = 45.553093477052$$
$$x_{78} = 56.5486677646163$$
$$x_{79} = -81.6814089933346$$
$$x_{80} = -73.8274273593601$$
$$x_{81} = -59.6902604182061$$
$$x_{82} = 65.9734457253857$$
$$x_{83} = 174.358392274234$$
$$x_{84} = -45.553093477052$$
$$x_{85} = -7.85398163397448$$
$$x_{86} = -17.2787595947439$$
$$x_{87} = 95.8185759344887$$
Signos de extremos en los puntos:
(1.5707963267948966, 5)

(-50.26548245743669, 1)

(14.137166941154069, 5)

(61.26105674500097, 5)

(-36.12831551628262, 5)

(7.853981633974483, 5)

(72.25663103256524, 1)

(42.411500823462205, 5)

(-43.982297150257104, 1)

(40.840704496667314, 1)

(-37.69911184307752, 1)

(83.25220532012952, 5)

(-89.53539062730911, 5)

(34.55751918948773, 1)

(-94.2477796076938, 1)

(-67.54424205218055, 5)

(-51.83627878423159, 5)

(-83.25220532012952, 5)

(-14.137166941154069, 5)

(-21.991148575128552, 1)

(92.6769832808989, 5)

(-15.707963267948966, 1)

(50.26548245743669, 1)

(64.40264939859077, 5)

(48.6946861306418, 5)

(67.54424205218055, 5)

(21.991148575128552, 1)

(-87.96459430051421, 1)

(-72.25663103256524, 1)

(23.56194490192345, 5)

(-117.80972450961724, 5)

(-80.11061266653972, 5)

(-9.42477796076938, 1)

(-64.40264939859077, 5)

(-29.845130209103036, 5)

(-86.39379797371932, 5)

(4.71238898038469, 5)

(20.420352248333657, 5)

(-65.97344572538566, 1)

(-76.96902001294994, 5)

(15.707963267948966, 1)

(28.274333882308138, 1)

(94.2477796076938, 1)

(37.69911184307752, 1)

(-1.5707963267948966, 5)

(6.283185307179586, 1)

(86.39379797371932, 5)

(-53.40707511102649, 1)

(-39.269908169872416, 5)

(-6.283185307179586, 1)

(36.12831551628262, 5)

(-75.39822368615503, 1)

(51.83627878423159, 5)

(80.11061266653972, 5)

(0, 1)

(89.53539062730911, 5)

(58.119464091411174, 5)

(73.82742735936014, 5)

(-58.119464091411174, 5)

(-20.420352248333657, 5)

(-97.3893722612836, 1)

(-95.81857593448869, 5)

(29.845130209103036, 5)

(-28.274333882308138, 1)

(26.703537555513243, 5)

(100.53096491487338, 1)

(-23.56194490192345, 5)

(-42.411500823462205, 5)

(-61.26105674500097, 5)

(78.53981633974483, 1)

(70.68583470577035, 5)

(-98.96016858807849, 5)

(12.566370614359172, 1)

(87.96459430051421, 1)

(43.982297150257104, 1)

(-31.41592653589793, 1)

(45.553093477052, 5)

(56.548667764616276, 1)

(-81.68140899333463, 1)

(-73.82742735936014, 5)

(-59.69026041820607, 1)

(65.97344572538566, 1)

(174.35839227423352, 5)

(-45.553093477052, 5)

(-7.853981633974483, 5)

(-17.278759594743864, 5)

(95.81857593448869, 5)


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:
$$x_{87} = 1.5707963267949$$
$$x_{87} = -50.2654824574367$$
$$x_{87} = 14.1371669411541$$
$$x_{87} = 61.261056745001$$
$$x_{87} = -36.1283155162826$$
$$x_{87} = 7.85398163397448$$
$$x_{87} = 72.2566310325652$$
$$x_{87} = 42.4115008234622$$
$$x_{87} = -43.9822971502571$$
$$x_{87} = 40.8407044966673$$
$$x_{87} = -37.6991118430775$$
$$x_{87} = 83.2522053201295$$
$$x_{87} = -89.5353906273091$$
$$x_{87} = 34.5575191894877$$
$$x_{87} = -94.2477796076938$$
$$x_{87} = -67.5442420521806$$
$$x_{87} = -51.8362787842316$$
$$x_{87} = -83.2522053201295$$
$$x_{87} = -14.1371669411541$$
$$x_{87} = -21.9911485751286$$
$$x_{87} = 92.6769832808989$$
$$x_{87} = -15.707963267949$$
$$x_{87} = 50.2654824574367$$
$$x_{87} = 64.4026493985908$$
$$x_{87} = 48.6946861306418$$
$$x_{87} = 67.5442420521806$$
$$x_{87} = 21.9911485751286$$
$$x_{87} = -87.9645943005142$$
$$x_{87} = -72.2566310325652$$
$$x_{87} = 23.5619449019235$$
$$x_{87} = -117.809724509617$$
$$x_{87} = -80.1106126665397$$
$$x_{87} = -9.42477796076938$$
$$x_{87} = -64.4026493985908$$
$$x_{87} = -29.845130209103$$
$$x_{87} = -86.3937979737193$$
$$x_{87} = 4.71238898038469$$
$$x_{87} = 20.4203522483337$$
$$x_{87} = -65.9734457253857$$
$$x_{87} = -76.9690200129499$$
$$x_{87} = 15.707963267949$$
$$x_{87} = 28.2743338823081$$
$$x_{87} = 94.2477796076938$$
$$x_{87} = 37.6991118430775$$
$$x_{87} = -1.5707963267949$$
$$x_{87} = 6.28318530717959$$
$$x_{87} = 86.3937979737193$$
$$x_{87} = -53.4070751110265$$
$$x_{87} = -39.2699081698724$$
$$x_{87} = -6.28318530717959$$
$$x_{87} = 36.1283155162826$$
$$x_{87} = -75.398223686155$$
$$x_{87} = 51.8362787842316$$
$$x_{87} = 80.1106126665397$$
$$x_{87} = 0$$
$$x_{87} = 89.5353906273091$$
$$x_{87} = 58.1194640914112$$
$$x_{87} = 73.8274273593601$$
$$x_{87} = -58.1194640914112$$
$$x_{87} = -20.4203522483337$$
$$x_{87} = -97.3893722612836$$
$$x_{87} = -95.8185759344887$$
$$x_{87} = 29.845130209103$$
$$x_{87} = -28.2743338823081$$
$$x_{87} = 26.7035375555132$$
$$x_{87} = 100.530964914873$$
$$x_{87} = -23.5619449019235$$
$$x_{87} = -42.4115008234622$$
$$x_{87} = -61.261056745001$$
$$x_{87} = 78.5398163397448$$
$$x_{87} = 70.6858347057703$$
$$x_{87} = -98.9601685880785$$
$$x_{87} = 12.5663706143592$$
$$x_{87} = 87.9645943005142$$
$$x_{87} = 43.9822971502571$$
$$x_{87} = -31.4159265358979$$
$$x_{87} = 45.553093477052$$
$$x_{87} = 56.5486677646163$$
$$x_{87} = -81.6814089933346$$
$$x_{87} = -73.8274273593601$$
$$x_{87} = -59.6902604182061$$
$$x_{87} = 65.9734457253857$$
$$x_{87} = 174.358392274234$$
$$x_{87} = -45.553093477052$$
$$x_{87} = -7.85398163397448$$
$$x_{87} = -17.2787595947439$$
$$x_{87} = 95.8185759344887$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, -117.809724509617\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[174.358392274234, \infty\right)$$
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
$$12 \left(6 \sin^{2}{\left(2 x \right)} \delta\left(3 \cos{\left(2 x \right)} - 2\right) - \cos{\left(2 x \right)} \operatorname{sign}{\left(3 \cos{\left(2 x \right)} - 2 \right)}\right) = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty} \left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right| = \left|{\left\langle -5, 1\right\rangle}\right|$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left|{\left\langle -5, 1\right\rangle}\right|$$
$$\lim_{x \to \infty} \left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right| = \left|{\left\langle -5, 1\right\rangle}\right|$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left|{\left\langle -5, 1\right\rangle}\right|$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función Abs(3*cos(2*x) - 2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right|}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right|}{x}\right) = 0$$
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:
$$\left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right| = \left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right|$$
- Sí
$$\left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right| = - \left|{3 \cos{\left(2 x \right)} - 2}\right|$$
- No
es decir, función
es
par