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Trazado el gráfico de la función/ 1/(x*(log(x)+1)^3)

Gráfico de la función y = 1/(x*(log(x)+1)^3)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src] 
              1       
f(x) = ---------------
                     3
       x*(log(x) + 1)
f(x)=1x(log⁡(x)+1)3f{\left(x \right)} = \frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} 
f = 1/(x*(log(x) + 1)^3)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-5000050000
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=0x_{1} = 0
x2=0.367879441171442x_{2} = 0.367879441171442
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:
1x(log⁡(x)+1)3=0\frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = 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 1/(x*(log(x) + 1)^3).
10(log⁡(0)+1)3\frac{1}{0 \left(\log{\left(0 \right)} + 1\right)^{3}}
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
1x(log⁡(x)+1)3(−(log⁡(x)+1)3−3(log⁡(x)+1)2)x(log⁡(x)+1)3=0\frac{\frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} \left(- \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} - 3 \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2}\right)}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=e−4x_{1} = e^{-4}
Signos de extremos en los puntos:
        4  
  -4  -e   
(e , ----)
       27


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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
x1=e−4x_{1} = e^{-4}
Decrece en los intervalos
(−∞,e−4]\left(-\infty, e^{-4}\right]
Crece en los intervalos
[e−4,∞)\left[e^{-4}, \infty\right)
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
(1+3log⁡(x)+1)(log⁡(x)+4)+log⁡(x)+4−3(log⁡(x)+3)log⁡(x)+1+3(log⁡(x)+4)log⁡(x)+1x3(log⁡(x)+1)4=0\frac{\left(1 + \frac{3}{\log{\left(x \right)} + 1}\right) \left(\log{\left(x \right)} + 4\right) + \log{\left(x \right)} + 4 - \frac{3 \left(\log{\left(x \right)} + 3\right)}{\log{\left(x \right)} + 1} + \frac{3 \left(\log{\left(x \right)} + 4\right)}{\log{\left(x \right)} + 1}}{x^{3} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{4}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
x1=0x_{1} = 0
x2=0.367879441171442x_{2} = 0.367879441171442
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
lim⁡x→−∞1x(log⁡(x)+1)3=0\lim_{x \to -\infty} \frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = 0
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=0y = 0
lim⁡x→∞1x(log⁡(x)+1)3=0\lim_{x \to \infty} \frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = 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 1/(x*(log(x) + 1)^3), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
lim⁡x→−∞(1x1(log⁡(x)+1)3x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{1}{x} \frac{1}{\left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}}}{x}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
lim⁡x→∞(1x1(log⁡(x)+1)3x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{1}{x} \frac{1}{\left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}}}{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:
1x(log⁡(x)+1)3=−1x(log⁡(−x)+1)3\frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = - \frac{1}{x \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right)^{3}}
- No
1x(log⁡(x)+1)3=1x(log⁡(−x)+1)3\frac{1}{x \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} = \frac{1}{x \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right)^{3}}
- No
es decir, función
no es
par ni impar
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