Sr Examen

Gráfico de la función y = tg|x|

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = tan(|x|)
f(x)=tan(x)f{\left(x \right)} = \tan{\left(\left|{x}\right| \right)}
f = tan(|x|)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-100100
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:
tan(x)=0\tan{\left(\left|{x}\right| \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=0x_{1} = 0
Solución numérica
x1=43.9822971502571x_{1} = -43.9822971502571
x2=31.4159265358979x_{2} = -31.4159265358979
x3=84.8230016469244x_{3} = 84.8230016469244
x4=91.106186954104x_{4} = -91.106186954104
x5=97.3893722612836x_{5} = -97.3893722612836
x6=91.106186954104x_{6} = 91.106186954104
x7=6.28318530717959x_{7} = 6.28318530717959
x8=72.2566310325652x_{8} = -72.2566310325652
x9=47.1238898038469x_{9} = -47.1238898038469
x10=94.2477796076938x_{10} = 94.2477796076938
x11=50.2654824574367x_{11} = 50.2654824574367
x12=56.5486677646163x_{12} = 56.5486677646163
x13=43.9822971502571x_{13} = 43.9822971502571
x14=47.1238898038469x_{14} = 47.1238898038469
x15=50.2654824574367x_{15} = -50.2654824574367
x16=37.6991118430775x_{16} = 37.6991118430775
x17=28.2743338823081x_{17} = -28.2743338823081
x18=65.9734457253857x_{18} = 65.9734457253857
x19=15.707963267949x_{19} = 15.707963267949
x20=28.2743338823081x_{20} = 28.2743338823081
x21=62.8318530717959x_{21} = -62.8318530717959
x22=40.8407044966673x_{22} = 40.8407044966673
x23=40.8407044966673x_{23} = -40.8407044966673
x24=6.28318530717959x_{24} = -6.28318530717959
x25=81.6814089933346x_{25} = -81.6814089933346
x26=15.707963267949x_{26} = -15.707963267949
x27=59.6902604182061x_{27} = -59.6902604182061
x28=72.2566310325652x_{28} = 72.2566310325652
x29=3.14159265358979x_{29} = 3.14159265358979
x30=25.1327412287183x_{30} = -25.1327412287183
x31=21.9911485751286x_{31} = 21.9911485751286
x32=75.398223686155x_{32} = -75.398223686155
x33=56.5486677646163x_{33} = -56.5486677646163
x34=69.1150383789755x_{34} = -69.1150383789755
x35=84.8230016469244x_{35} = -84.8230016469244
x36=78.5398163397448x_{36} = 78.5398163397448
x37=9.42477796076938x_{37} = 9.42477796076938
x38=53.4070751110265x_{38} = -53.4070751110265
x39=62.8318530717959x_{39} = 62.8318530717959
x40=18.8495559215388x_{40} = -18.8495559215388
x41=25.1327412287183x_{41} = 25.1327412287183
x42=100.530964914873x_{42} = 100.530964914873
x43=87.9645943005142x_{43} = -87.9645943005142
x44=9.42477796076938x_{44} = -9.42477796076938
x45=75.398223686155x_{45} = 75.398223686155
x46=81.6814089933346x_{46} = 81.6814089933346
x47=87.9645943005142x_{47} = 87.9645943005142
x48=12.5663706143592x_{48} = 12.5663706143592
x49=34.5575191894877x_{49} = -34.5575191894877
x50=69.1150383789755x_{50} = 69.1150383789755
x51=3.14159265358979x_{51} = -3.14159265358979
x52=0x_{52} = 0
x53=21.9911485751286x_{53} = -21.9911485751286
x54=37.6991118430775x_{54} = -37.6991118430775
x55=31.4159265358979x_{55} = 31.4159265358979
x56=78.5398163397448x_{56} = -78.5398163397448
x57=12.5663706143592x_{57} = -12.5663706143592
x58=94.2477796076938x_{58} = -94.2477796076938
x59=97.3893722612836x_{59} = 97.3893722612836
x60=100.530964914873x_{60} = -100.530964914873
x61=59.6902604182061x_{61} = 59.6902604182061
x62=53.4070751110265x_{62} = 53.4070751110265
x63=34.5575191894877x_{63} = 34.5575191894877
x64=65.9734457253857x_{64} = -65.9734457253857
x65=18.8495559215388x_{65} = 18.8495559215388
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 tan(|x|).
tan(0)\tan{\left(\left|{0}\right| \right)}
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
(tan2(x)+1)sign(x)=0\left(\tan^{2}{\left(\left|{x}\right| \right)} + 1\right) \operatorname{sign}{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
Signos de extremos en los puntos:
(0, 0)


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=0x_{1} = 0
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
[0,)\left[0, \infty\right)
Crece en los intervalos
(,0]\left(-\infty, 0\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
2(tan(x)sign2(x)+δ(x))(tan2(x)+1)=02 \left(\tan{\left(\left|{x}\right| \right)} \operatorname{sign}^{2}{\left(x \right)} + \delta\left(x\right)\right) \left(\tan^{2}{\left(\left|{x}\right| \right)} + 1\right) = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=πx_{1} = \pi

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
[π,)\left[\pi, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,π]\left(-\infty, \pi\right]
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limxtan(x)=,\lim_{x \to -\infty} \tan{\left(\left|{x}\right| \right)} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=,y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
limxtan(x)=,\lim_{x \to \infty} \tan{\left(\left|{x}\right| \right)} = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=,y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función tan(|x|), 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=xlimx(tan(x)x)y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\tan{\left(\left|{x}\right| \right)}}{x}\right)
True

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