Sr Examen

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Gráfico de la función y = cos(e^(3*(x^(2))-1))^(3)-atan(1/(x^(2)))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           /    2    \           
          3| 3*x  - 1|       /1 \
f(x) = cos \E        / - atan|--|
                             | 2|
                             \x /
$$f{\left(x \right)} = \cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}$$
f = cos(E^(3*x^2 - 1))^3 - atan(1/(x^2))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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 cos(E^(3*x^2 - 1))^3 - atan(1/(x^2)).
$$- \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{0^{2}} \right)} + \cos^{3}{\left(e^{-1 + 3 \cdot 0^{2}} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \left\langle - \frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right\rangle + \cos^{3}{\left(e^{-1} \right)}$$
Punto:
(0, AccumBounds(-pi/2, pi/2) + cos(exp(-1))^3)
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
$$- 18 x e^{3 x^{2} - 1} \sin{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} \cos^{2}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} + \frac{2}{x^{3} \left(1 + \frac{1}{x^{4}}\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2.014990539711$$
Signos de extremos en los puntos:
(2.0149905397109995, 0.758512289375547)


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:
$$x_{1} = 2.014990539711$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2.014990539711\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[2.014990539711, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función cos(E^(3*x^2 - 1))^3 - atan(1/(x^2)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)} = \cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}$$
- Sí
$$\cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)} = - \cos^{3}{\left(e^{3 x^{2} - 1} \right)} + \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{x^{2}} \right)}$$
- No
es decir, función
es
par