Sr Examen

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Gráfico de la función y = 2+3*x+(cos(x*sqrt(11)/2)+sin(x*sqrt(11)/2))*exp(x/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                                                  x
                 /   /    ____\      /    ____\\  -
                 |   |x*\/ 11 |      |x*\/ 11 ||  2
f(x) = 2 + 3*x + |cos|--------| + sin|--------||*e 
                 \   \   2    /      \   2    //   
$$f{\left(x \right)} = \left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}$$
f = 3*x + 2 + (sin((sqrt(11)*x)/2) + cos((sqrt(11)*x)/2))*exp(x/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:
$$\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = 58.2543882436351$$
$$x_{2} = 27.9431931493733$$
$$x_{3} = 33.6265146020465$$
$$x_{4} = 31.7320704734011$$
$$x_{5} = 29.837600544268$$
$$x_{6} = 24.15443912901$$
$$x_{7} = -0.596087404882577$$
$$x_{8} = 35.5209693370483$$
$$x_{9} = 60.1488398938104$$
$$x_{10} = 5.74019515737216$$
$$x_{11} = 39.3098718904669$$
$$x_{12} = 63.937743194214$$
$$x_{13} = 54.4654849433253$$
$$x_{14} = 22.2593766537559$$
$$x_{15} = 52.5710332927598$$
$$x_{16} = 26.0486348007445$$
$$x_{17} = 43.0987750665335$$
$$x_{18} = 56.3599365933771$$
$$x_{19} = 16.58198504352$$
$$x_{20} = 10.8274643561363$$
$$x_{21} = 20.3663722856293$$
$$x_{22} = 14.6691974870441$$
$$x_{23} = 41.2043233313703$$
$$x_{24} = 50.6765816434727$$
$$x_{25} = 18.4685136504067$$
$$x_{26} = 37.4154197258302$$
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 2 + 3*x + (cos((x*sqrt(11))/2) + sin((x*sqrt(11))/2))*exp(x/2).
$$\left(\sin{\left(\frac{0 \sqrt{11}}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{0 \sqrt{11}}{2} \right)}\right) e^{\frac{0}{2}} + \left(0 \cdot 3 + 2\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 3$$
Punto:
(0, 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
$$\left(- \frac{\sqrt{11} \sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}}{2} + \frac{\sqrt{11} \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}}{2}\right) e^{\frac{x}{2}} + \frac{\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}}{2} + 3 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 48.0114950032037$$
$$x_{2} = 66.9560115052211$$
$$x_{3} = 6.30192626763547$$
$$x_{4} = 40.43368840121$$
$$x_{5} = 2.30515944917637$$
$$x_{6} = 17.7001627142321$$
$$x_{7} = 19.5947613113798$$
$$x_{8} = 53.6948499538299$$
$$x_{9} = 36.6447850938893$$
$$x_{10} = 4.51652160902682$$
$$x_{11} = 55.5893016040267$$
$$x_{12} = 61.2726565546242$$
$$x_{13} = 21.4891559758525$$
$$x_{14} = 15.8060899296287$$
$$x_{15} = 8.24000845893825$$
$$x_{16} = 34.7503334728493$$
$$x_{17} = 10.1177702177687$$
$$x_{18} = 57.4837532542265$$
$$x_{19} = 25.2780728057887$$
$$x_{20} = 27.1725277798805$$
$$x_{21} = 13.9106610644782$$
$$x_{22} = 51.8003983036252$$
$$x_{23} = 12.0187272701796$$
$$x_{24} = 42.3281400531098$$
$$x_{25} = 44.2225917026492$$
$$x_{26} = 46.1170433531039$$
$$x_{27} = 38.5392367553966$$
$$x_{28} = 59.3782049044251$$
$$x_{29} = 49.9059466534411$$
$$x_{30} = 23.3836297263792$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(48.01149500320369, 146.034485009611 + 26641806758.9793*cos\24.0057475016018*\/ 11 / + 26641806758.9793*sin\24.0057475016018*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                        /                   ____\ 
(66.95601150522107, 202.868034515663 + 346188919679305*cos\33.4780057526105*\/ 11 / + 346188919679305*sin\33.4780057526105*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(6.301926267635472, 20.9057788029064 + 23.3585511609681*cos\3.15096313381774*\/ 11 / + 23.3585511609681*sin\3.15096313381774*\/ 11 /)

                                                          /                  ____\                       /                  ____\ 
(40.43368840121004, 123.30106520363 + 602648219.537323*cos\20.216844200605*\/ 11 / + 602648219.537323*sin\20.216844200605*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(2.3051594491763683, 8.9154783475291 + 3.16635069548927*cos\1.15257972458818*\/ 11 / + 3.16635069548927*sin\1.15257972458818*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                      /                   ____\ 
(17.700162714232146, 55.1004881426964 + 6974.9564093611*cos\8.85008135711607*\/ 11 / + 6974.9564093611*sin\8.85008135711607*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(19.59476131137977, 60.7842839341393 + 17986.5701511252*cos\9.79738065568989*\/ 11 / + 17986.5701511252*sin\9.79738065568989*\/ 11 /)

                                                          /                  ____\                       /                  ____\ 
(53.69484995382992, 163.08454986149 + 456760480116.722*cos\26.847424976915*\/ 11 / + 456760480116.722*sin\26.847424976915*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(36.64478509388935, 111.934355281668 + 90638764.7901217*cos\18.3223925469447*\/ 11 / + 90638764.7901217*sin\18.3223925469447*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(4.516521609026823, 15.5495648270805 + 9.56643678640785*cos\2.25826080451341*\/ 11 / + 9.56643678640785*sin\2.25826080451341*\/ 11 /)

                                                          /                   ____\                       /                   ____\ 
(55.58930160402665, 168.76790481208 + 1177778086712.43*cos\27.7946508020133*\/ 11 / + 1177778086712.43*sin\27.7946508020133*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(61.27265655462421, 185.817969663873 + 20192417474415.5*cos\30.6363282773121*\/ 11 / + 20192417474415.5*sin\30.6363282773121*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(21.489155975852498, 66.4674679275575 + 46377.8840589418*cos\10.7445779879262*\/ 11 / + 46377.8840589418*sin\10.7445779879262*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(15.806089929628723, 49.4182697888862 + 2705.50797509952*cos\7.90304496481436*\/ 11 / + 2705.50797509952*sin\7.90304496481436*\/ 11 /)

                                                          /                   ____\                       /                   ____\ 
(8.24000845893825, 26.7200253768148 + 61.5595026278936*cos\4.12000422946913*\/ 11 / + 61.5595026278936*sin\4.12000422946913*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(34.750333472849334, 106.251000418548 + 35151109.3586664*cos\17.3751667364247*\/ 11 / + 35151109.3586664*sin\17.3751667364247*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(10.117770217768705, 32.3533106533061 + 157.414917961523*cos\5.05888510888435*\/ 11 / + 157.414917961523*sin\5.05888510888435*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(57.483753254226485, 174.451259762679 + 3036955432719.74*cos\28.7418766271132*\/ 11 / + 3036955432719.74*sin\28.7418766271132*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(25.278072805788682, 77.834218417366 + 308364.068010981*cos\12.6390364028943*\/ 11 / + 308364.068010981*sin\12.6390364028943*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(27.17252777988051, 83.5175833396415 + 795132.375581227*cos\13.5862638899403*\/ 11 / + 795132.375581227*sin\13.5862638899403*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(13.91066106447821, 43.7319831934346 + 1048.72511813267*cos\6.95533053223911*\/ 11 / + 1048.72511813267*sin\6.95533053223911*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(51.80039830362517, 157.401194910876 + 177138748419.048*cos\25.9001991518126*\/ 11 / + 177138748419.048*sin\25.9001991518126*\/ 11 /)

                                                          /                   ____\                      /                   ____\ 
(12.01872727017964, 38.0561818105389 + 407.22409467718*cos\6.00936363508982*\/ 11 / + 407.22409467718*sin\6.00936363508982*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(42.328140053109784, 128.984420159329 + 1553956391.74022*cos\21.1640700265549*\/ 11 / + 1553956391.74022*sin\21.1640700265549*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(44.22259170264916, 134.667775107947 + 4006948641.50486*cos\22.1112958513246*\/ 11 / + 4006948641.50486*sin\22.1112958513246*\/ 11 /)

                                                           /                  ____\                      /                  ____\ 
(46.117043353103924, 140.351130059312 + 10332102952.404*cos\23.058521676552*\/ 11 / + 10332102952.404*sin\23.058521676552*\/ 11 /)

                                                          /                   ____\                       /                   ____\ 
(38.53923675539661, 117.61771026619 + 233716260.988519*cos\19.2696183776983*\/ 11 / + 233716260.988519*sin\19.2696183776983*\/ 11 /)

                                                          /                   ____\                      /                   ____\ 
(59.37820490442511, 180.134614713275 + 7830930465063.3*cos\29.6891024522126*\/ 11 / + 7830930465063.3*sin\29.6891024522126*\/ 11 /)

                                                           /                   ____\                       /                   ____\ 
(49.90594665344113, 151.717839960323 + 68697134620.2569*cos\24.9529733267206*\/ 11 / + 68697134620.2569*sin\24.9529733267206*\/ 11 /)

                                                            /                   ____\                       /                   ____\ 
(23.383629726379173, 72.1508891791375 + 119588.846945894*cos\11.6918148631896*\/ 11 / + 119588.846945894*sin\11.6918148631896*\/ 11 /)


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:
$$x_{1} = 48.0114950032037$$
$$x_{2} = 66.9560115052211$$
$$x_{3} = 6.30192626763547$$
$$x_{4} = 40.43368840121$$
$$x_{5} = 2.30515944917637$$
$$x_{6} = 17.7001627142321$$
$$x_{7} = 36.6447850938893$$
$$x_{8} = 55.5893016040267$$
$$x_{9} = 21.4891559758525$$
$$x_{10} = 10.1177702177687$$
$$x_{11} = 25.2780728057887$$
$$x_{12} = 13.9106610644782$$
$$x_{13} = 51.8003983036252$$
$$x_{14} = 44.2225917026492$$
$$x_{15} = 59.3782049044251$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{15} = 19.5947613113798$$
$$x_{15} = 53.6948499538299$$
$$x_{15} = 4.51652160902682$$
$$x_{15} = 61.2726565546242$$
$$x_{15} = 15.8060899296287$$
$$x_{15} = 8.24000845893825$$
$$x_{15} = 34.7503334728493$$
$$x_{15} = 57.4837532542265$$
$$x_{15} = 27.1725277798805$$
$$x_{15} = 12.0187272701796$$
$$x_{15} = 42.3281400531098$$
$$x_{15} = 46.1170433531039$$
$$x_{15} = 38.5392367553966$$
$$x_{15} = 49.9059466534411$$
$$x_{15} = 23.3836297263792$$
Decrece en los intervalos
$$\left[66.9560115052211, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2.30515944917637\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 2 + 3*x + (cos((x*sqrt(11))/2) + sin((x*sqrt(11))/2))*exp(x/2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}}{x}\right) = 3$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = 3 x$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}}}{x}\right)$$
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:
$$\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}} = - 3 x + \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{- \frac{x}{2}} + 2$$
- No
$$\left(3 x + 2\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{x}{2}} = 3 x - \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{11} x}{2} \right)}\right) e^{- \frac{x}{2}} - 2$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar