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$$\frac{- \frac{4 \left(x - 3\right) \sin{\left(x \right)}}{- x^{2} + 6 x + 27} + \frac{\left(\frac{3 \left(x - 3\right)^{2}}{- x^{2} + 6 x + 27} + 1\right) \left(2 \cos{\left(x \right)} + 1\right)}{- x^{2} + 6 x + 27} - 2 \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{- x^{2} + 6 x + 27}} = 0$$
Resolvermos esta ecuaciónRaíces de esta ecuación
$$x_{1} = 13.8465323761669$$
$$x_{2} = 73.7991733347854$$
$$x_{3} = 58.0823708717371$$
$$x_{4} = -20.326218079642$$
$$x_{5} = 80.0846768988467$$
$$x_{6} = -10.8248348359704$$
$$x_{7} = -32.9285961487609$$
$$x_{8} = 39.2122701598178$$
$$x_{9} = -36.0765683290123$$
$$x_{10} = -7.54517548183453$$
$$x_{11} = 98.9393484060984$$
$$x_{12} = -67.5158736689866$$
$$x_{13} = -61.2298870085564$$
$$x_{14} = -95.7981529014901$$
$$x_{15} = 42.3601393138239$$
$$x_{16} = -17.1728414519822$$
$$x_{17} = 70.6558116942595$$
$$x_{18} = -76.9436993160132$$
$$x_{19} = -70.6583100968917$$
$$x_{20} = 92.654699035415$$
$$x_{21} = 83.2269756234019$$
$$x_{22} = -13.9974751167387$$
$$x_{23} = 67.5132105338142$$
$$x_{24} = -89.5135610668403$$
$$x_{25} = 86.3698269774228$$
$$x_{26} = -45.5107709254369$$
$$x_{27} = 61.2266354014082$$
$$x_{28} = 36.0667238438788$$
$$x_{29} = 76.9416030161119$$
$$x_{30} = -64.3724971177503$$
$$x_{31} = 64.3694674005225$$
$$x_{32} = -48.6558162249209$$
$$x_{33} = 32.915769423701$$
$$x_{34} = -26.6318315604662$$
$$x_{35} = 29.7679605676882$$
$$x_{36} = 1.4572511255652$$
$$x_{37} = -39.2209523298552$$
$$x_{38} = -54.9432795904147$$
$$x_{39} = 17.1128566973379$$
$$x_{40} = -98.9405769017429$$
$$x_{41} = -92.6561012824251$$
$$x_{42} = -29.7829773808165$$
$$x_{43} = -83.2287600995735$$
$$x_{44} = 23.4577360550277$$
$$x_{45} = -124.07719780293$$
$$x_{46} = -42.3671234966496$$
$$x_{47} = -51.7989871798489$$
$$x_{48} = -80.0865595804462$$
$$x_{49} = -58.0861238269148$$
$$x_{50} = 4.85118758551886$$
$$x_{51} = 26.6107304927093$$
$$x_{52} = 48.6505909875265$$
$$x_{53} = 45.5044819454961$$
$$x_{54} = 95.7968139412703$$
$$x_{55} = -86.3714428546585$$
$$x_{56} = -23.4838760836324$$
$$x_{57} = 51.7942124700461$$
$$x_{58} = 54.939217302445$$
$$x_{59} = 20.2837437320285$$
$$x_{60} = 89.5120233806755$$
$$x_{61} = -359.706835597069$$
$$x_{62} = -73.8013953765254$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 9$$
$$\lim_{x \to -3^-}\left(\frac{- \frac{4 \left(x - 3\right) \sin{\left(x \right)}}{- x^{2} + 6 x + 27} + \frac{\left(\frac{3 \left(x - 3\right)^{2}}{- x^{2} + 6 x + 27} + 1\right) \left(2 \cos{\left(x \right)} + 1\right)}{- x^{2} + 6 x + 27} - 2 \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{- x^{2} + 6 x + 27}}\right) = \infty i$$
$$\lim_{x \to -3^+}\left(\frac{- \frac{4 \left(x - 3\right) \sin{\left(x \right)}}{- x^{2} + 6 x + 27} + \frac{\left(\frac{3 \left(x - 3\right)^{2}}{- x^{2} + 6 x + 27} + 1\right) \left(2 \cos{\left(x \right)} + 1\right)}{- x^{2} + 6 x + 27} - 2 \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{- x^{2} + 6 x + 27}}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = -3$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 9^-}\left(\frac{- \frac{4 \left(x - 3\right) \sin{\left(x \right)}}{- x^{2} + 6 x + 27} + \frac{\left(\frac{3 \left(x - 3\right)^{2}}{- x^{2} + 6 x + 27} + 1\right) \left(2 \cos{\left(x \right)} + 1\right)}{- x^{2} + 6 x + 27} - 2 \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{- x^{2} + 6 x + 27}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 9^+}\left(\frac{- \frac{4 \left(x - 3\right) \sin{\left(x \right)}}{- x^{2} + 6 x + 27} + \frac{\left(\frac{3 \left(x - 3\right)^{2}}{- x^{2} + 6 x + 27} + 1\right) \left(2 \cos{\left(x \right)} + 1\right)}{- x^{2} + 6 x + 27} - 2 \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{- x^{2} + 6 x + 27}}\right) = \infty i$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{2} = 9$$
- 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
$$\left[1.4572511255652, 4.85118758551886\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 1.4572511255652\right] \cup \left[4.85118758551886, \infty\right)$$