Sr Examen

Gráfico de la función y = x*2^x

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          x
f(x) = x*2 
f(x)=2xxf{\left(x \right)} = 2^{x} x
f = 2^x*x
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-101020000-10000
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:
2xx=02^{x} x = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=0x_{1} = 0
Solución numérica
x1=106.672746068506x_{1} = -106.672746068506
x2=114.631244509604x_{2} = -114.631244509604
x3=118.613008216895x_{3} = -118.613008216895
x4=88.8014250620674x_{4} = -88.8014250620674
x5=128.573264419454x_{5} = -128.573264419454
x6=67.0950160278794x_{6} = -67.0950160278794
x7=80.8832192295871x_{7} = -80.8832192295871
x8=94.751633726379x_{8} = -94.751633726379
x9=112.640950464776x_{9} = -112.640950464776
x10=116.621938550104x_{10} = -116.621938550104
x11=69.0571192091371x_{11} = -69.0571192091371
x12=104.684343038834x_{12} = -104.684343038834
x13=71.0222949157273x_{13} = -71.0222949157273
x14=90.7838858004464x_{14} = -90.7838858004464
x15=122.596186514716x_{15} = -122.596186514716
x16=65.1364231661321x_{16} = -65.1364231661321
x17=98.7226655172288x_{17} = -98.7226655172288
x18=57.3496569867605x_{18} = -57.3496569867605
x19=49.6941114193772x_{19} = -49.6941114193772
x20=92.767314973866x_{20} = -92.767314973866
x21=0x_{21} = 0
x22=102.696499934997x_{22} = -102.696499934997
x23=51.5891524187821x_{23} = -51.5891524187821
x24=82.8607976381074x_{24} = -82.8607976381074
x25=59.2875943008623x_{25} = -59.2875943008623
x26=86.8200213411656x_{26} = -86.8200213411656
x27=100.7092586773x_{27} = -100.7092586773
x28=45.9650440589807x_{28} = -45.9650440589807
x29=78.907186047358x_{29} = -78.907186047358
x30=84.8397745144288x_{30} = -84.8397745144288
x31=47.8174626073422x_{31} = -47.8174626073422
x32=130.566173051845x_{32} = -130.566173051845
x33=72.9901766183583x_{33} = -72.9901766183583
x34=110.65108295453x_{34} = -110.65108295453
x35=61.2319946639626x_{35} = -61.2319946639626
x36=55.4194378903721x_{36} = -55.4194378903721
x37=53.4985575119959x_{37} = -53.4985575119959
x38=108.661670935998x_{38} = -108.661670935998
x39=76.9328665031935x_{39} = -76.9328665031935
x40=126.580620159428x_{40} = -126.580620159428
x41=74.9604548836911x_{41} = -74.9604548836911
x42=63.1818684083573x_{42} = -63.1818684083573
x43=96.7367716171147x_{43} = -96.7367716171147
x44=124.588255414974x_{44} = -124.588255414974
x45=120.604431091665x_{45} = -120.604431091665
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 x*2^x.
0200 \cdot 2^{0}
Resultado:
f(0)=0f{\left(0 \right)} = 0
Punto:
(0, 0)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
2xxlog(2)+2x=02^{x} x \log{\left(2 \right)} + 2^{x} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=1log(2)x_{1} = - \frac{1}{\log{\left(2 \right)}}
Signos de extremos en los puntos:
           -1   
  -1     -e     
(------, ------)
 log(2)  log(2) 


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:
x1=1log(2)x_{1} = - \frac{1}{\log{\left(2 \right)}}
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
[1log(2),)\left[- \frac{1}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)
Crece en los intervalos
(,1log(2)]\left(-\infty, - \frac{1}{\log{\left(2 \right)}}\right]
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
2x(xlog(2)+2)log(2)=02^{x} \left(x \log{\left(2 \right)} + 2\right) \log{\left(2 \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=2log(2)x_{1} = - \frac{2}{\log{\left(2 \right)}}

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:
Cóncava en los intervalos
[2log(2),)\left[- \frac{2}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,2log(2)]\left(-\infty, - \frac{2}{\log{\left(2 \right)}}\right]
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(2xx)=0\lim_{x \to -\infty}\left(2^{x} x\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
limx(2xx)=\lim_{x \to \infty}\left(2^{x} x\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 x*2^x, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx2x=0\lim_{x \to -\infty} 2^{x} = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx2x=\lim_{x \to \infty} 2^{x} = \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:
2xx=2xx2^{x} x = - 2^{- x} x
- No
2xx=2xx2^{x} x = 2^{- x} x
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = x*2^x