Sr Examen

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Gráfico de la función y = (sqrt(x)+3)^3+3sqrt(x)+9

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                  3              
       /  ___    \        ___    
f(x) = \\/ x  + 3/  + 3*\/ x  + 9
$$f{\left(x \right)} = \left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9$$
f = 3*sqrt(x) + (sqrt(x) + 3)^3 + 9
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:
$$\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9 = 0$$
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(x) + 3)^3 + 3*sqrt(x) + 9.
$$9 + \left(3 \sqrt{0} + \left(\sqrt{0} + 3\right)^{3}\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 36$$
Punto:
(0, 36)
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
$$\frac{3 \left(\sqrt{x} + 3\right)^{2}}{2 \sqrt{x}} + \frac{3}{2 \sqrt{x}} = 0$$
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
$$\frac{3 \left(\frac{2 \left(\sqrt{x} + 3\right)}{x} - \frac{\left(\sqrt{x} + 3\right)^{2}}{x^{\frac{3}{2}}} - \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}\right)}{4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 10$$

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
$$\left[10, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 10\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9\right) = - \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9\right) = \infty$$
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(x) + 3)^3 + 3*sqrt(x) + 9, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9}{x}\right) = \infty i$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9}{x}\right) = \infty$$
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(-x) и f = -f(-x).
Pues, comprobamos:
$$\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9 = 3 \sqrt{- x} + \left(\sqrt{- x} + 3\right)^{3} + 9$$
- No
$$\left(3 \sqrt{x} + \left(\sqrt{x} + 3\right)^{3}\right) + 9 = - 3 \sqrt{- x} - \left(\sqrt{- x} + 3\right)^{3} - 9$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar