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x^4-2x^3-6x-4

Gráfico de la función y = x^4-2x^3-6x-4

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        4      3          
f(x) = x  - 2*x  - 6*x - 4
$$f{\left(x \right)} = \left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4$$
f = -6*x + x^4 - 2*x^3 - 4
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:
$$\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{- \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}}}{2} + \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}} + 2 + \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + \frac{14}{\sqrt{- \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}}}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}} + 2 + \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + \frac{14}{\sqrt{- \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}}}}}{2} + \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{- \frac{14}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{18489}}{36}}}}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.58188564010878$$
$$x_{2} = 2.88646752852751$$
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^4 - 2*x^3 - 6*x - 4.
$$-4 + \left(\left(0^{4} - 2 \cdot 0^{3}\right) - 0\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -4$$
Punto:
(0, -4)
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
$$4 x^{3} - 6 x^{2} - 6 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{4 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}} + \frac{1}{2} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                            4                                                                     3                      
          ___________                            /         ___________                     \           ___________     /         ___________                     \                       
         /       ___                             |        /       ___                      |          /       ___      |        /       ___                      |                       
 1      /  7   \/ 3             1                |1      /  7   \/ 3             1         |         /  7   \/ 3       |1      /  7   \/ 3             1         |            3          
(- + 3 /   - + -----  + ------------------, -7 + |- + 3 /   - + -----  + ------------------|  - 6*3 /   - + -----  - 2*|- + 3 /   - + -----  + ------------------|  - ------------------)
 2   \/    8     2             ___________       |2   \/    8     2             ___________|      \/    8     2        |2   \/    8     2             ___________|           ___________ 
                              /       ___        |                             /       ___ |                           |                             /       ___ |          /       ___  
                             /  7   \/ 3         |                            /  7   \/ 3  |                           |                            /  7   \/ 3  |         /  7   \/ 3   
                        4*3 /   - + -----        |                       4*3 /   - + ----- |                           |                       4*3 /   - + ----- |    2*3 /   - + -----  
                          \/    8     2          \                         \/    8     2   /                           \                         \/    8     2   /      \/    8     2    


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:
$$x_{1} = \frac{1}{4 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}} + \frac{1}{2} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{1}{4 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}} + \frac{1}{2} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{1}{4 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}} + \frac{1}{2} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{7}{8}}\right]$$
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
$$12 x \left(x - 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1$$

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
$$\left(-\infty, 0\right] \cup \left[1, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, 1\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la derecha
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función x^4 - 2*x^3 - 6*x - 4, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la derecha
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:
$$\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = x^{4} + 2 x^{3} + 6 x - 4$$
- No
$$\left(- 6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = - x^{4} - 2 x^{3} - 6 x + 4$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = x^4-2x^3-6x-4