Sr Examen

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log(x)*sin(log(x))-cos(log(x))*log(cos(log(x))^(-2))/2+cos(log(x))+sin(log(x))

Gráfico de la función y = log(x)*sin(log(x))-cos(log(x))*log(cos(log(x))^(-2))/2+cos(log(x))+sin(log(x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                                           /     1      \                            
                            cos(log(x))*log|------------|                            
                                           |   2        |                            
                                           \cos (log(x))/                            
f(x) = log(x)*sin(log(x)) - ----------------------------- + cos(log(x)) + sin(log(x))
                                          2                                          
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}$$
f = -log(cos(log(x))^(-2))*cos(log(x))/2 + log(x)*sin(log(x)) + cos(log(x)) + sin(log(x))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 4.81047738096535$$
$$x_{2} = 111.317778489856$$
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:
$$\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 466.587493334667$$
$$x_{2} = 18.1322621284307$$
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(x)*sin(log(x)) - cos(log(x))*log(cos(log(x))^(-2))/2 + cos(log(x)) + sin(log(x)).
$$\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(0 \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(0 \right)} \right)}}{2} + \log{\left(0 \right)} \sin{\left(\log{\left(0 \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(0 \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(0 \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$\frac{\log{\left(x \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} + \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2 x} - \frac{\sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} + \frac{\cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2911.16466474713$$
$$x_{2} = 129.483739348846$$
$$x_{3} = 66149.8049393155$$
$$x_{4} = 5.91592293341096$$
Signos de extremos en los puntos:
(2911.164664747131, 9.04388994280399)

(129.48373934884634, -5.93119398278953)

(66149.8049393155, -12.1655392407456)

(5.915922933410962, 2.83814987604985)


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:
$$x_{4} = 5.91592293341096$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 5.91592293341096\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[5.91592293341096, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 4.81047738096535$$
$$x_{2} = 111.317778489856$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(x)*sin(log(x)) - cos(log(x))*log(cos(log(x))^(-2))/2 + cos(log(x)) + sin(log(x)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)} = \log{\left(- x \right)} \sin{\left(\log{\left(- x \right)} \right)} - \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}}{2} + \sin{\left(\log{\left(- x \right)} \right)} + \cos{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}$$
- No
$$\left(\left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{2} + \log{\left(x \right)} \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}\right) + \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)} = - \log{\left(- x \right)} \sin{\left(\log{\left(- x \right)} \right)} + \frac{\log{\left(\frac{1}{\cos^{2}{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}} \right)} \cos{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}}{2} - \sin{\left(\log{\left(- x \right)} \right)} - \cos{\left(\log{\left(- x \right)} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = log(x)*sin(log(x))-cos(log(x))*log(cos(log(x))^(-2))/2+cos(log(x))+sin(log(x))