Sr Examen

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Gráfico de la función y = log2(3–x)-x^2/2+3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                     2    
       log(3 - x)   x     
f(x) = ---------- - -- + 3
         log(2)     2     
$$f{\left(x \right)} = \left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3$$
f = -x^2/2 + log(3 - x)/log(2) + 3
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:
$$\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 2.26279906537582$$
$$x_{2} = -3.36772251506125$$
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 log(3 - x)/log(2) - x^2/2 + 3.
$$\left(- \frac{0^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - 0 \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\log{\left(3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + 3$$
Punto:
(0, 3 + log(3)/log(2))
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
$$- x - \frac{1}{\left(3 - x\right) \log{\left(2 \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{3}{2} + \frac{\sqrt{4 + \log{\left(512 \right)}}}{2 \sqrt{\log{\left(2 \right)}}}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{4 + \log{\left(512 \right)}}}{2 \sqrt{\log{\left(2 \right)}}} + \frac{3}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                 2                                      
                           /      ______________\              /        ______________\ 
                           |3   \/ 4 + log(512) |              |  3   \/ 4 + log(512) | 
                           |- + ----------------|    pi*I + log|- - + ----------------| 
       ______________      |2         ________  |              |  2         ________  | 
 3   \/ 4 + log(512)       \      2*\/ log(2)   /              \        2*\/ log(2)   / 
(- + ----------------, 3 - ----------------------- + ----------------------------------)
 2         ________                   2                            log(2)               
       2*\/ log(2)                                                                      

                                                 2                             
                           /      ______________\       /      ______________\ 
                           |3   \/ 4 + log(512) |       |3   \/ 4 + log(512) | 
                           |- - ----------------|    log|- + ----------------| 
       ______________      |2         ________  |       |2         ________  | 
 3   \/ 4 + log(512)       \      2*\/ log(2)   /       \      2*\/ log(2)   / 
(- - ----------------, 3 - ----------------------- + -------------------------)
 2         ________                   2                        log(2)          
       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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{4 + \log{\left(512 \right)}}}{2 \sqrt{\log{\left(2 \right)}}} + \frac{3}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{4 + \log{\left(512 \right)}}}{2 \sqrt{\log{\left(2 \right)}}} + \frac{3}{2}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{4 + \log{\left(512 \right)}}}{2 \sqrt{\log{\left(2 \right)}}} + \frac{3}{2}, \infty\right)$$
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
$$- (1 + \frac{1}{\left(x - 3\right)^{2} \log{\left(2 \right)}}) = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3\right) = -\infty$$
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 log(3 - x)/log(2) - x^2/2 + 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3}{x}\right) = -\infty$$
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:
$$\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3 = - \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(x + 3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}} + 3$$
- No
$$\left(- \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(3 - x \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right) + 3 = \frac{x^{2}}{2} - \frac{\log{\left(x + 3 \right)}}{\log{\left(2 \right)}} - 3$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar