Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(x*(-1+sqrt(13))/2)+exp(x*(-1-sqrt(13))/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /       ____\      /       ____\
        x*\-1 + \/ 13 /    x*\-1 - \/ 13 /
        ---------------    ---------------
               2                  2       
f(x) = e                + e               
$$f{\left(x \right)} = e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}$$
f = exp((x*(-1 + sqrt(13)))/2) + exp((x*(-sqrt(13) - 1))/2)
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:
$$e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 exp((x*(-1 + sqrt(13)))/2) + exp((x*(-1 - sqrt(13)))/2).
$$e^{\frac{0 \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{0 \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 2$$
Punto:
(0, 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
$$\left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2}\right) e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + \left(- \frac{\sqrt{13}}{2} - \frac{1}{2}\right) e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \sqrt{13} \left(- \frac{\log{\left(-1 + \sqrt{13} \right)}}{13} + \frac{\log{\left(1 + \sqrt{13} \right)}}{13}\right)$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                    ____ /       ____\                       ____ /       ____\ 
                                                                  \/ 13 *\-1 + \/ 13 /                     \/ 13 *\-1 - \/ 13 / 
                                                                  --------------------                     -------------------- 
                                                                           2                                        2           
                                                /   ____________ \                       /   ____________ \                     
        /     /       ____\      /      ____\\  |13/       ____  |                       |13/       ____  |                     
   ____ |  log\-1 + \/ 13 /   log\1 + \/ 13 /|  |\/  1 + \/ 13   |                       |\/  1 + \/ 13   |                     
(\/ 13 *|- ---------------- + ---------------|, |----------------|                     + |----------------|                    )
        \         13                 13      /  |   _____________|                       |   _____________|                     
                                                |13/        ____ |                       |13/        ____ |                     
                                                \\/  -1 + \/ 13  /                       \\/  -1 + \/ 13  /                     


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:
$$x_{1} = \sqrt{13} \left(- \frac{\log{\left(-1 + \sqrt{13} \right)}}{13} + \frac{\log{\left(1 + \sqrt{13} \right)}}{13}\right)$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\sqrt{13} \left(- \frac{\log{\left(-1 + \sqrt{13} \right)}}{13} + \frac{\log{\left(1 + \sqrt{13} \right)}}{13}\right), \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \sqrt{13} \left(- \frac{\log{\left(-1 + \sqrt{13} \right)}}{13} + \frac{\log{\left(1 + \sqrt{13} \right)}}{13}\right)\right]$$
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
$$\frac{\left(1 + \sqrt{13}\right)^{2} e^{- \frac{x \left(1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + \left(1 - \sqrt{13}\right)^{2} e^{- \frac{x \left(1 - \sqrt{13}\right)}{2}}}{4} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}\right) = \infty$$
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 exp((x*(-1 + sqrt(13)))/2) + exp((x*(-1 - sqrt(13)))/2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} = e^{- \frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} + e^{- \frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}}$$
- No
$$e^{\frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}} + e^{\frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} = - e^{- \frac{x \left(- \sqrt{13} - 1\right)}{2}} - e^{- \frac{x \left(-1 + \sqrt{13}\right)}{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar