Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt^3(x-1)^2-sqrt^3(x^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                           3
                9      ____ 
         _______      /  2  
f(x) = \/ x - 1   - \/  x   
$$f{\left(x \right)} = \left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3}$$
f = (sqrt(x - 1))^9 - (sqrt(x^2))^3
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:
$$\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{7}{9 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{93}}{18} + \frac{47}{54}}} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{93}}{18} + \frac{47}{54}} + \frac{4}{3}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 3.14789903570479$$
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 (sqrt(x - 1))^9 - (sqrt(x^2))^3.
$$- \left(\sqrt{0^{2}}\right)^{3} + \left(\sqrt{-1}\right)^{9}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = i$$
Punto:
(0, i)
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
$$3 \left(- x \operatorname{sign}{\left(x \right)} + \frac{21 \left(x - 1\right)^{\frac{5}{2}}}{4} - \left|{x}\right|\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 1.87386314820678$$

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
$$\left[1.87386314820678, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 1.87386314820678\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3}\right) = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3}\right) = \infty$$
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 (sqrt(x - 1))^9 - (sqrt(x^2))^3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3}}{x}\right) = - \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3} = - x^{2} \left|{x}\right| + \left(- x - 1\right)^{\frac{9}{2}}$$
- No
$$\left(\sqrt{x - 1}\right)^{9} - \left(\sqrt{x^{2}}\right)^{3} = x^{2} \left|{x}\right| - \left(- x - 1\right)^{\frac{9}{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar