Sr Examen

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Gráfico de la función y = arcsin(1-(x^2)^1/3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           /       ____\
           |    3 /  2 |
f(x) = asin\1 - \/  x  /
$$f{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)}$$
f = asin(1 - (x^2)^(1/3))
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:
$$\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 1$$
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 asin(1 - (x^2)^(1/3)).
$$\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{0^{2}} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\pi}{2}$$
Punto:
(0, pi/2)
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
$$- \frac{2 \left|{x}\right|^{\frac{2}{3}}}{3 x \sqrt{1 - \left(1 - \sqrt[3]{x^{2}}\right)^{2}}} = 0$$
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
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(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
$$\frac{2 \left(- \frac{2 \operatorname{sign}{\left(x \right)}}{\sqrt[3]{\left|{x}\right|}} + \frac{3 \left|{x}\right|^{\frac{2}{3}}}{x} - \frac{2 \left(\left|{x}\right|^{\frac{2}{3}} - 1\right) \left|{x}\right|^{\frac{4}{3}}}{x \left(1 - \left(1 - \left|{x}\right|^{\frac{2}{3}}\right)^{2}\right)}\right)}{9 x \sqrt{1 - \left(1 - \left|{x}\right|^{\frac{2}{3}}\right)^{2}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{8 \sqrt{3}}{9}$$
$$x_{2} = \frac{8 \sqrt{3}}{9}$$

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
$$\left[- \frac{8 \sqrt{3}}{9}, \frac{8 \sqrt{3}}{9}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{8 \sqrt{3}}{9}\right] \cup \left[\frac{8 \sqrt{3}}{9}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)} = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)} = \infty i$$
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 asin(1 - (x^2)^(1/3)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)}}{x}\right)$$
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:
$$\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)} = \operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)}$$
- Sí
$$\operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)} = - \operatorname{asin}{\left(1 - \sqrt[3]{x^{2}} \right)}$$
- No
es decir, función
es
par