Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(1/((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))/(((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                1         
        ------------------
         2    /pi\    /pi\
        x *sin|--|*cos|--|
              \4 /    \4 /
       e                  
f(x) = -------------------
         2    /pi\    /pi\
        x *sin|--|*cos|--|
              \4 /    \4 /
f(x)=e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)f{\left(x \right)} = \frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}
f = exp(1/((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))/(((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=0x_{1} = 0
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:
e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)=0\frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 exp(1/((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))/(((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4))).
e102sin(π4)cos(π4)02sin(π4)cos(π4)\frac{e^{\frac{1}{0^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{0^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}
Resultado:
f(0)=NaNf{\left(0 \right)} = \text{NaN}
- no hay soluciones de la ecuación
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
21x2sin(π4)cos(π4)e1x2sin(π4)cos(π4)x3sin(π4)cos(π4)2e1x2sin(π4)cos(π4)x3sin(π4)cos(π4)=0- \frac{2 \frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{3} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} - \frac{2 e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{3} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} = 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(3+2(3+4x2)x2+8x2)e2x2x4=0\frac{4 \left(3 + \frac{2 \left(3 + \frac{4}{x^{2}}\right)}{x^{2}} + \frac{8}{x^{2}}\right) e^{\frac{2}{x^{2}}}}{x^{4}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
x1=0x_{1} = 0
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4))=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
limx(e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4))=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=0y = 0
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función exp(1/((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4)))/(((x^2*sin(pi/4))*cos(pi/4))), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(1x2sin(π4)cos(π4)e1x2sin(π4)cos(π4)x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx(1x2sin(π4)cos(π4)e1x2sin(π4)cos(π4)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x}\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:
e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)=e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)\frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} = \frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}
- Sí
e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)=e1x2sin(π4)cos(π4)x2sin(π4)cos(π4)\frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}} = - \frac{e^{\frac{1}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}}}{x^{2} \sin{\left(\frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{\pi}{4} \right)}}
- No
es decir, función
es
par