Sr Examen

Gráfico de la función y = -2ctgx/3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       -2*cot(x)
f(x) = ---------
           3    
f(x)=(1)2cot(x)3f{\left(x \right)} = \frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3}
f = (-2*cot(x))/3
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-10001000
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:
(1)2cot(x)3=0\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
Solución numérica
x1=17.2787595947439x_{1} = 17.2787595947439
x2=23.5619449019235x_{2} = -23.5619449019235
x3=14.1371669411541x_{3} = -14.1371669411541
x4=51.8362787842316x_{4} = 51.8362787842316
x5=17.2787595947439x_{5} = -17.2787595947439
x6=10.9955742875643x_{6} = -10.9955742875643
x7=36.1283155162826x_{7} = -36.1283155162826
x8=95.8185759344887x_{8} = -95.8185759344887
x9=48.6946861306418x_{9} = -48.6946861306418
x10=26.7035375555132x_{10} = -26.7035375555132
x11=4.71238898038469x_{11} = 4.71238898038469
x12=26.7035375555132x_{12} = 26.7035375555132
x13=89.5353906273091x_{13} = 89.5353906273091
x14=23.5619449019235x_{14} = 23.5619449019235
x15=14.1371669411541x_{15} = 14.1371669411541
x16=42.4115008234622x_{16} = 42.4115008234622
x17=95.8185759344887x_{17} = 95.8185759344887
x18=61.261056745001x_{18} = -61.261056745001
x19=58.1194640914112x_{19} = 58.1194640914112
x20=36.1283155162826x_{20} = 36.1283155162826
x21=29.845130209103x_{21} = 29.845130209103
x22=73.8274273593601x_{22} = -73.8274273593601
x23=61.261056745001x_{23} = 61.261056745001
x24=48.6946861306418x_{24} = 48.6946861306418
x25=4.71238898038469x_{25} = -4.71238898038469
x26=70.6858347057703x_{26} = 70.6858347057703
x27=7.85398163397448x_{27} = -7.85398163397448
x28=51.8362787842316x_{28} = -51.8362787842316
x29=76.9690200129499x_{29} = -76.9690200129499
x30=89.5353906273091x_{30} = -89.5353906273091
x31=39.2699081698724x_{31} = -39.2699081698724
x32=80.1106126665397x_{32} = 80.1106126665397
x33=42.4115008234622x_{33} = -42.4115008234622
x34=83.2522053201295x_{34} = 83.2522053201295
x35=92.6769832808989x_{35} = -92.6769832808989
x36=32.9867228626928x_{36} = 32.9867228626928
x37=45.553093477052x_{37} = 45.553093477052
x38=20.4203522483337x_{38} = 20.4203522483337
x39=64.4026493985908x_{39} = 64.4026493985908
x40=32.9867228626928x_{40} = -32.9867228626928
x41=67.5442420521806x_{41} = 67.5442420521806
x42=20.4203522483337x_{42} = -20.4203522483337
x43=80.1106126665397x_{43} = -80.1106126665397
x44=7.85398163397448x_{44} = 7.85398163397448
x45=45.553093477052x_{45} = -45.553093477052
x46=76.9690200129499x_{46} = 76.9690200129499
x47=1.5707963267949x_{47} = -1.5707963267949
x48=39.2699081698724x_{48} = 39.2699081698724
x49=70.6858347057703x_{49} = -70.6858347057703
x50=67.5442420521806x_{50} = -67.5442420521806
x51=98.9601685880785x_{51} = -98.9601685880785
x52=29.845130209103x_{52} = -29.845130209103
x53=83.2522053201295x_{53} = -83.2522053201295
x54=86.3937979737193x_{54} = -86.3937979737193
x55=98.9601685880785x_{55} = 98.9601685880785
x56=73.8274273593601x_{56} = 73.8274273593601
x57=58.1194640914112x_{57} = -58.1194640914112
x58=92.6769832808989x_{58} = 92.6769832808989
x59=54.9778714378214x_{59} = 54.9778714378214
x60=86.3937979737193x_{60} = 86.3937979737193
x61=1.5707963267949x_{61} = 1.5707963267949
x62=54.9778714378214x_{62} = -54.9778714378214
x63=64.4026493985908x_{63} = -64.4026493985908
x64=10.9955742875643x_{64} = 10.9955742875643
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*cot(x))/3.
(1)2cot(0)3\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(0 \right)}}{3}
Resultado:
f(0)=~f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}
signof no cruza Y
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
2cot2(x)3+23=0\frac{2 \cot^{2}{\left(x \right)}}{3} + \frac{2}{3} = 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
4(cot2(x)+1)cot(x)3=0- \frac{4 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)}}{3} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}

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
[π2,)\left[\frac{\pi}{2}, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,π2]\left(-\infty, \frac{\pi}{2}\right]
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=limx((1)2cot(x)3)y = \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=limx((1)2cot(x)3)y = \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3}\right)
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (-2*cot(x))/3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
y=xlimx(2cot(x)3x)y = x \lim_{x \to -\infty}\left(- \frac{2 \cot{\left(x \right)}}{3 x}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
y=xlimx(2cot(x)3x)y = x \lim_{x \to \infty}\left(- \frac{2 \cot{\left(x \right)}}{3 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:
(1)2cot(x)3=2cot(x)3\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3} = \frac{2 \cot{\left(x \right)}}{3}
- No
(1)2cot(x)3=2cot(x)3\frac{\left(-1\right) 2 \cot{\left(x \right)}}{3} = - \frac{2 \cot{\left(x \right)}}{3}
- No
es decir, función
no es
par ni impar