Sr Examen

Gráfico de la función y = tg(2x)-4x

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = tan(2*x) - 4*x
f(x)=4x+tan(2x)f{\left(x \right)} = - 4 x + \tan{\left(2 x \right)}
f = -4*x + tan(2*x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-200200
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:
4x+tan(2x)=0- 4 x + \tan{\left(2 x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
x1=0.582780592603606x_{1} = -0.582780592603606
x2=0.582780592603606x_{2} = 0.582780592603606
x3=0x_{3} = 0
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(2*x) - 4*x.
tan(02)0\tan{\left(0 \cdot 2 \right)} - 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
2tan2(2x)2=02 \tan^{2}{\left(2 x \right)} - 2 = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=π8x_{1} = - \frac{\pi}{8}
x2=π8x_{2} = \frac{\pi}{8}
Signos de extremos en los puntos:
 -pi        pi 
(----, -1 + --)
  8         2  

 pi      pi 
(--, 1 - --)
 8       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=π8x_{1} = \frac{\pi}{8}
Puntos máximos de la función:
x1=π8x_{1} = - \frac{\pi}{8}
Decrece en los intervalos
(,π8][π8,)\left(-\infty, - \frac{\pi}{8}\right] \cup \left[\frac{\pi}{8}, \infty\right)
Crece en los intervalos
[π8,π8]\left[- \frac{\pi}{8}, \frac{\pi}{8}\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
8(tan2(2x)+1)tan(2x)=08 \left(\tan^{2}{\left(2 x \right)} + 1\right) \tan{\left(2 x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0

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
[0,)\left[0, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,0]\left(-\infty, 0\right]
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=limx(4x+tan(2x))y = \lim_{x \to -\infty}\left(- 4 x + \tan{\left(2 x \right)}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=limx(4x+tan(2x))y = \lim_{x \to \infty}\left(- 4 x + \tan{\left(2 x \right)}\right)
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función tan(2*x) - 4*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(4x+tan(2x)x)y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- 4 x + \tan{\left(2 x \right)}}{x}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
y=xlimx(4x+tan(2x)x)y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{- 4 x + \tan{\left(2 x \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:
4x+tan(2x)=4xtan(2x)- 4 x + \tan{\left(2 x \right)} = 4 x - \tan{\left(2 x \right)}
- No
4x+tan(2x)=4x+tan(2x)- 4 x + \tan{\left(2 x \right)} = - 4 x + \tan{\left(2 x \right)}
- No
es decir, función
no es
par ni impar