Sr Examen

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Gráfico de la función y = log(x+4)/sqrt(10-x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       log(x + 4)
f(x) = ----------
         ________
       \/ 10 - x 
$$f{\left(x \right)} = \frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}}$$
f = log(x + 4)/sqrt(10 - x)
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 10$$
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:
$$\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -3$$
Solución numérica
$$x_{1} = -3$$
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 + 4)/sqrt(10 - x).
$$\frac{\log{\left(4 \right)}}{\sqrt{10 - 0}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\sqrt{10} \log{\left(4 \right)}}{10}$$
Punto:
(0, sqrt(10)*log(4)/10)
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
$$\frac{1}{\sqrt{10 - x} \left(x + 4\right)} + \frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{2 \left(10 - x\right)^{\frac{3}{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$\frac{- \frac{1}{\left(x + 4\right)^{2}} + \frac{1}{\left(10 - x\right) \left(x + 4\right)} + \frac{3 \log{\left(x + 4 \right)}}{4 \left(10 - x\right)^{2}}}{\sqrt{10 - x}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1.15375166588452$$
$$x_{2} = 134716.127920851$$
$$x_{3} = 142150.408829454$$
$$x_{4} = 153252.477317457$$
$$x_{5} = 160622.138966162$$
$$x_{6} = 123513.536513633$$
$$x_{7} = 138436.622932838$$
$$x_{8} = 156940.40977778$$
$$x_{9} = 167967.415718464$$
$$x_{10} = 130988.834902756$$
$$x_{11} = 145857.580100756$$
$$x_{12} = 149558.235569414$$
$$x_{13} = 164297.771833169$$
$$x_{14} = 127254.662081172$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 10$$

$$\lim_{x \to 10^-}\left(\frac{- \frac{1}{\left(x + 4\right)^{2}} + \frac{1}{\left(10 - x\right) \left(x + 4\right)} + \frac{3 \log{\left(x + 4 \right)}}{4 \left(10 - x\right)^{2}}}{\sqrt{10 - x}}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 10^+}\left(\frac{- \frac{1}{\left(x + 4\right)^{2}} + \frac{1}{\left(10 - x\right) \left(x + 4\right)} + \frac{3 \log{\left(x + 4 \right)}}{4 \left(10 - x\right)^{2}}}{\sqrt{10 - x}}\right) = - \infty i$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 10$$
- es el punto de flexión

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
$$\left[1.15375166588452, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 1.15375166588452\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 10$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función log(x + 4)/sqrt(10 - x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{x \sqrt{10 - x}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{x \sqrt{10 - x}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}} = \frac{\log{\left(4 - x \right)}}{\sqrt{x + 10}}$$
- No
$$\frac{\log{\left(x + 4 \right)}}{\sqrt{10 - x}} = - \frac{\log{\left(4 - x \right)}}{\sqrt{x + 10}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar