Sr Examen

Gráfico de la función y = (x(x+1))/((x-1)(x+2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          x*(x + 1)   
f(x) = ---------------
       (x - 1)*(x + 2)
$$f{\left(x \right)} = \frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)}$$
f = (x*(x + 1))/(((x - 1)*(x + 2)))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -2$$
$$x_{2} = 1$$
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:
$$\frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 0$$
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*(x + 1))/(((x - 1)*(x + 2))).
$$\frac{0}{\left(-1\right) 2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\frac{x \left(- 2 x - 1\right) \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}} + \frac{1}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} \left(2 x + 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{1}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
(-1/2, 1/9)


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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{1}{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{1}{2}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{1}{2}, \infty\right)$$
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
$$\frac{\frac{x \left(x + 1\right) \left(\left(2 x + 1\right) \left(\frac{1}{x + 2} + \frac{1}{x - 1}\right) - 2 + \frac{2 x + 1}{x + 2} + \frac{2 x + 1}{x - 1}\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} + 2 - \frac{2 \left(2 x + 1\right)^{2}}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)}}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -2$$
$$x_{2} = 1$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 1$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 1$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (x*(x + 1))/(((x - 1)*(x + 2))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} \left(x + 1\right)\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} \left(x + 1\right)\right) = 0$$
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:
$$\frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} = - \frac{x \left(1 - x\right)}{\left(2 - x\right) \left(- x - 1\right)}$$
- No
$$\frac{x \left(x + 1\right)}{\left(x - 1\right) \left(x + 2\right)} = \frac{x \left(1 - x\right)}{\left(2 - x\right) \left(- x - 1\right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = (x(x+1))/((x-1)(x+2))