Sr Examen

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Gráfico de la función y = (1/2)^tgx*ctgx

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        -tan(x)       
f(x) = 2       *cot(x)
$$f{\left(x \right)} = \left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}$$
f = (1/2)^tan(x)*cot(x)
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:
$$\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{\pi}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 20.3920411398722$$
$$x_{2} = -1.59932716490056$$
$$x_{3} = -45.5820103997616$$
$$x_{4} = -29.8739291932351$$
$$x_{5} = 14.1090512740631$$
$$x_{6} = 32.968497200569$$
$$x_{7} = -7.88245523671838$$
$$x_{8} = 80.0838257920694$$
$$x_{9} = -23.590676893115$$
$$x_{10} = 303.146486226473$$
$$x_{11} = 64.3748451632228$$
$$x_{12} = 86.3662881672622$$
$$x_{13} = 42.3834308099153$$
$$x_{14} = -51.8498627602501$$
$$x_{15} = 58.0921844492462$$
$$x_{16} = 36.1005956555676$$
$$x_{17} = 10.9682228616175$$
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 (1/2)^tan(x)*cot(x).
$$\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(0 \right)}} \cot{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$- 2^{- \tan{\left(x \right)}} \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \log{\left(2 \right)} \cot{\left(x \right)} + 2^{- \tan{\left(x \right)}} \left(- \cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{\log{\left(2 \right)}} \right)}$$
Signos de extremos en los puntos:
      /  1   \            
(-atan|------|, -E*log(2))
      \log(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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{\log{\left(2 \right)}} \right)}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{\log{\left(2 \right)}} \right)}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{\log{\left(2 \right)}} \right)}, \infty\right)$$
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
$$2^{- \tan{\left(x \right)}} \left(\left(\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \log{\left(2 \right)} - 2 \tan{\left(x \right)}\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \log{\left(2 \right)} \cot{\left(x \right)} + 2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \log{\left(2 \right)} + 2 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)}\right) = 0$$
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 x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función (1/2)^tan(x)*cot(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2^{- \tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{2^{- \tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}}{x}\right)$$
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:
$$\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)} = - 2^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}$$
- No
$$\left(\frac{1}{2}\right)^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)} = 2^{\tan{\left(x \right)}} \cot{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar