Sr Examen

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Gráfico de la función y = (sqrt(1-x)-sqrt(1+x))/x^2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         _______     _______
       \/ 1 - x  - \/ 1 + x 
f(x) = ---------------------
                  2         
                 x          
$$f{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}}$$
f = (sqrt(1 - x) - sqrt(x + 1))/x^2
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}} = 0$$
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 (sqrt(1 - x) - sqrt(1 + x))/x^2.
$$\frac{- \sqrt{1} + \sqrt{1 - 0}}{0^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$\frac{- \frac{1}{2 \sqrt{x + 1}} - \frac{1}{2 \sqrt{1 - x}}}{x^{2}} - \frac{2 \left(\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}\right)}{x^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2 \sqrt{2}}{3}$$
$$x_{2} = \frac{2 \sqrt{2}}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                    _____________          _____________ 
                   /         ___          /         ___  
                  /      2*\/ 2          /      2*\/ 2   
      ___    9*  /   1 - -------    9*  /   1 + -------  
 -2*\/ 2       \/           3         \/           3     
(--------, - -------------------- + --------------------)
    3                 8                      8           

                   _____________          _____________ 
                  /         ___          /         ___  
                 /      2*\/ 2          /      2*\/ 2   
     ___    9*  /   1 + -------    9*  /   1 - -------  
 2*\/ 2       \/           3         \/           3     
(-------, - -------------------- + --------------------)
    3                8                      8           


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:
$$x_{1} = - \frac{2 \sqrt{2}}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{2 \sqrt{2}}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{2 \sqrt{2}}{3}, \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right] \cup \left[\frac{2 \sqrt{2}}{3}, \infty\right)$$
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
$$\frac{\frac{1}{4 \left(x + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{1}{4 \left(1 - x\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{2 \left(\frac{1}{\sqrt{x + 1}} + \frac{1}{\sqrt{1 - x}}\right)}{x} + \frac{6 \left(\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}\right)}{x^{2}}}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (sqrt(1 - x) - sqrt(1 + x))/x^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x x^{2}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}} = \frac{- \sqrt{1 - x} + \sqrt{x + 1}}{x^{2}}$$
- No
$$\frac{\sqrt{1 - x} - \sqrt{x + 1}}{x^{2}} = - \frac{- \sqrt{1 - x} + \sqrt{x + 1}}{x^{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar