Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt((0,8+0,3*t^2)^2+(2*t-0,5)^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
             ____________________________
            /           2                
           /  /       2\                 
          /   |4   3*t |               2 
f(t) =   /    |- + ----|  + (2*t - 1/2)  
       \/     \5    10 /                 
$$f{\left(t \right)} = \sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}$$
f = sqrt((2*t - 1/2)^2 + (3*t^2/10 + 4/5)^2)
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje T con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje T
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando t es igual a 0:
sustituimos t = 0 en sqrt((4/5 + 3*t^2/10)^2 + (2*t - 1/2)^2).
$$\sqrt{\left(- \frac{1}{2} + 0 \cdot 2\right)^{2} + \left(\frac{3 \cdot 0^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\sqrt{89}}{10}$$
Punto:
(0, sqrt(89)/10)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = $$
primera derivada
$$\frac{\frac{3 t \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)}{5} + 4 t - 1}{\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = - \frac{224}{27 \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}} + \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                           ________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
                                                                          /                                                                  2                                                                      
                                                                         /  /                                                              2\                                                                       
                                                                        /   |      /     ___________________                              \ |                                                                       
                                                                       /    |      |    /        __________                               | |                                                                       
                                                                      /     |      |   /  25   \/ 34173897                 224            | |                                                                       
                                                                     /      |    3*|3 /   -- + ------------  - ---------------------------| |                                                                       
                                                                    /       |      |\/    9        243                 ___________________| |                                                                       
                                                                   /        |      |                                  /        __________ | |                                                                    2  
      ___________________                                         /         |      |                                 /  25   \/ 34173897  | |    /             ___________________                              \   
     /        __________                                         /          |      |                           27*3 /   -- + ------------ | |    |            /        __________                               |   
    /  25   \/ 34173897                 224                     /           |4     \                              \/    9        243      / |    |  1        /  25   \/ 34173897                 448            |   
(3 /   -- + ------------  - ---------------------------,       /            |- + -----------------------------------------------------------|  + |- - + 2*3 /   -- + ------------  - ---------------------------|  )
 \/    9        243                 ___________________       /             \5                                10                            /    |  2     \/    9        243                 ___________________|   
                                   /        __________       /                                                                                   |                                          /        __________ |   
                                  /  25   \/ 34173897       /                                                                                    |                                         /  25   \/ 34173897  |   
                            27*3 /   -- + ------------     /                                                                                     |                                   27*3 /   -- + ------------ |   
                               \/    9        243        \/                                                                                      \                                      \/    9        243      /   


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:
$$t_{1} = - \frac{224}{27 \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}} + \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{224}{27 \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}} + \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{224}{27 \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}} + \sqrt[3]{\frac{25}{9} + \frac{\sqrt{34173897}}{243}}\right]$$
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = 0$$
(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:
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{27 t^{2} + 224 - \frac{2 \left(3 t \left(3 t^{2} + 8\right) + 200 t - 50\right)^{2}}{25 \left(4 t - 1\right)^{2} + \left(3 t^{2} + 8\right)^{2}}}{5 \sqrt{25 \left(4 t - 1\right)^{2} + \left(3 t^{2} + 8\right)^{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con t->+oo y t->-oo
$$\lim_{t \to -\infty} \sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}} = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{t \to \infty} \sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}} = \infty$$
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 sqrt((4/5 + 3*t^2/10)^2 + (2*t - 1/2)^2), dividida por t con t->+oo y t ->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}}{t}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{t \to \infty}\left(\frac{\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}}{t}\right) = \infty$$
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(-t) и f = -f(-t).
Pues, comprobamos:
$$\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}} = \sqrt{\left(- 2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}$$
- No
$$\sqrt{\left(2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}} = - \sqrt{\left(- 2 t - \frac{1}{2}\right)^{2} + \left(\frac{3 t^{2}}{10} + \frac{4}{5}\right)^{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar