Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt(81+(lncos(x)+6)^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          _________________________
         /                       2 
f(x) = \/  81 + (log(cos(x)) + 6)  
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
f = sqrt((log(cos(x)) + 6)^2 + 81)
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:
$$\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} = 0$$
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 sqrt(81 + (log(cos(x)) + 6)^2).
$$\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(0 \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 3 \sqrt{13}$$
Punto:
(0, 3*sqrt(13))
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
$$- \frac{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right) \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} \cos{\left(x \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = \pi$$
Signos de extremos en los puntos:
        ____ 
(0, 3*\/ 13 )

        __________________ 
       /                2  
(pi, \/  81 + (6 + pi*I)  )


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:
$$x_{2} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
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
$$\frac{- \frac{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - \log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - 6 - \frac{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81\right) \cos^{2}{\left(x \right)}}}{\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty} \sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} = \sqrt{\left(\log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \sqrt{\left(\log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
$$\lim_{x \to \infty} \sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} = \sqrt{\left(\log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \sqrt{\left(\log{\left(\left\langle -1, 1\right\rangle \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sqrt(81 + (log(cos(x)) + 6)^2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} = \sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
- Sí
$$\sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81} = - \sqrt{\left(\log{\left(\cos{\left(x \right)} \right)} + 6\right)^{2} + 81}$$
- No
es decir, función
es
par