Sr Examen

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x/(1-x^(2))

Gráfico de la función y = x/(1-x^(2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         x   
f(x) = ------
            2
       1 - x 
f(x)=x1x2f{\left(x \right)} = \frac{x}{1 - x^{2}}
f = x/(1 - x^2)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-2525
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=1x_{1} = -1
x2=1x_{2} = 1
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:
x1x2=0\frac{x}{1 - x^{2}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=0x_{1} = 0
Solución numérica
x1=0x_{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 x/(1 - x^2).
0102\frac{0}{1 - 0^{2}}
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
2x2(1x2)2+11x2=0\frac{2 x^{2}}{\left(1 - x^{2}\right)^{2}} + \frac{1}{1 - x^{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
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
2x(4x2x21+3)(x21)2=0\frac{2 x \left(- \frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} + 3\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
x1=1x_{1} = -1
x2=1x_{2} = 1

limx1(2x(4x2x21+3)(x21)2)=\lim_{x \to -1^-}\left(\frac{2 x \left(- \frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} + 3\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\right) = \infty
limx1+(2x(4x2x21+3)(x21)2)=\lim_{x \to -1^+}\left(\frac{2 x \left(- \frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} + 3\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\right) = -\infty
- los límites no son iguales, signo
x1=1x_{1} = -1
- es el punto de flexión
limx1(2x(4x2x21+3)(x21)2)=\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{2 x \left(- \frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} + 3\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\right) = \infty
limx1+(2x(4x2x21+3)(x21)2)=\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{2 x \left(- \frac{4 x^{2}}{x^{2} - 1} + 3\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\right) = -\infty
- los límites no son iguales, signo
x2=1x_{2} = 1
- 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
[0,)\left[0, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,0]\left(-\infty, 0\right]
Asíntotas verticales
Hay:
x1=1x_{1} = -1
x2=1x_{2} = 1
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(x1x2)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x}{1 - x^{2}}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
limx(x1x2)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x}{1 - x^{2}}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=0y = 0
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función x/(1 - x^2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx11x2=0\lim_{x \to -\infty} \frac{1}{1 - x^{2}} = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx11x2=0\lim_{x \to \infty} \frac{1}{1 - x^{2}} = 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:
x1x2=x1x2\frac{x}{1 - x^{2}} = - \frac{x}{1 - x^{2}}
- No
x1x2=x1x2\frac{x}{1 - x^{2}} = \frac{x}{1 - x^{2}}
- Sí
es decir, función
es
impar
Gráfico
Gráfico de la función y = x/(1-x^(2))