Sr Examen

Gráfico de la función y = exp(-1,1)sin(1,3t+0,9)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        -11                
        ----               
         10     /13*t   9 \
f(t) = e    *sin|---- + --|
                \ 10    10/
$$f{\left(t \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}$$
f = exp(-11/10)*sin(13*t/10 + 9/10)
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas X
El gráfico de la función cruce el eje T con f = 0
o sea hay que resolver la ecuación:
$$\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje T:

Solución analítica
$$t_{1} = - \frac{9}{13}$$
$$t_{2} = - \frac{9}{13} + \frac{10 \pi}{13}$$
Solución numérica
$$t_{1} = 37.9734480441821$$
$$t_{2} = -82.8570386323484$$
$$t_{3} = -17.608575827022$$
$$t_{4} = 47.6398869783045$$
$$t_{5} = 30.7236188435902$$
$$t_{6} = 88.7222524483249$$
$$t_{7} = 76.6392037806718$$
$$t_{8} = 25.890399376529$$
$$t_{9} = -90.1068678329403$$
$$t_{10} = -65.9407704976342$$
$$t_{11} = 91.1388621818555$$
$$t_{12} = -56.2743315635117$$
$$t_{13} = 95.9720816489167$$
$$t_{14} = -44.1912828958587$$
$$t_{15} = -24.8584050276138$$
$$t_{16} = 40.3900577777127$$
$$t_{17} = 18.6405701759372$$
$$t_{18} = 100.805301115978$$
$$t_{19} = 33.1402285771209$$
$$t_{20} = -12.7753563599607$$
$$t_{21} = -10.3587466264301$$
$$t_{22} = -7.94213689289952$$
$$t_{23} = 16.2239604424066$$
$$t_{24} = -41.7746731623281$$
$$t_{25} = 71.8059843136106$$
$$t_{26} = -58.6909412970423$$
$$t_{27} = -22.4417952940832$$
$$t_{28} = 79.0558135142024$$
$$t_{29} = -20.0251855605526$$
$$t_{30} = 45.2232772447739$$
$$t_{31} = 50.0564967118351$$
$$t_{32} = 59.7229356459576$$
$$t_{33} = 54.8897161788963$$
$$t_{34} = -102.189916500593$$
$$t_{35} = -114.272965168246$$
$$t_{36} = -85.2736483658791$$
$$t_{37} = -46.6078926293893$$
$$t_{38} = -29.691624494675$$
$$t_{39} = -27.2750147611444$$
$$t_{40} = -73.190599698226$$
$$t_{41} = -97.3566970335321$$
$$t_{42} = 66.9727648465494$$
$$t_{43} = 1.72430204122292$$
$$t_{44} = -3.1089174258383$$
$$t_{45} = -36.9414536952668$$
$$t_{46} = 57.3063259124269$$
$$t_{47} = -92.5234775664709$$
$$t_{48} = -70.7739899646954$$
$$t_{49} = 64.5561551130188$$
$$t_{50} = -63.5241607641036$$
$$t_{51} = 98.3886913824473$$
$$t_{52} = 4.14091177475353$$
$$t_{53} = 93.5554719153861$$
$$t_{54} = 35.5568383106515$$
$$t_{55} = 81.472423247733$$
$$t_{56} = -94.9400873000015$$
$$t_{57} = -15.1919660934914$$
$$t_{58} = -68.3573802311648$$
$$t_{59} = 62.1395453794882$$
$$t_{60} = 86.3056427147943$$
$$t_{61} = 69.38937458008$$
$$t_{62} = 23.4737896429984$$
$$t_{63} = 21.0571799094678$$
$$t_{64} = -78.0238191652872$$
$$t_{65} = 6.55752150828414$$
$$t_{66} = -80.4404288988178$$
$$t_{67} = 42.8066675112433$$
$$t_{68} = -53.8577218299811$$
$$t_{69} = -61.1075510305729$$
$$t_{70} = 74.2225940471412$$
$$t_{71} = -87.6902580994097$$
$$t_{72} = -32.1082342282056$$
$$t_{73} = -34.5248439617362$$
$$t_{74} = 28.3070091100596$$
$$t_{75} = -0.692307692307692$$
$$t_{76} = -51.4411120964505$$
$$t_{77} = 83.8890329812637$$
$$t_{78} = 8.97413124181475$$
$$t_{79} = -75.6072094317566$$
$$t_{80} = -49.0245023629199$$
$$t_{81} = -99.7733067670627$$
$$t_{82} = -5.52552715936891$$
$$t_{83} = 52.4731064453657$$
$$t_{84} = 13.807350708876$$
$$t_{85} = -39.3580634287975$$
$$t_{86} = 11.3907409753454$$
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando t es igual a 0:
sustituimos t = 0 en exp(-11/10)*sin(13*t/10 + 9/10).
$$\frac{\sin{\left(\frac{0 \cdot 13}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}$$
Punto:
(0, exp(-11/10)*sin(9/10))
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = 0$$
(la derivada es igual a cero),
y las raíces de esta ecuación serán los extremos de esta función:
$$\frac{d}{d t} f{\left(t \right)} = $$
primera derivada
$$\frac{13 \cos{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{10 e^{\frac{11}{10}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = - \frac{9}{13} + \frac{5 \pi}{13}$$
$$t_{2} = - \frac{9}{13} + \frac{15 \pi}{13}$$
Signos de extremos en los puntos:
               -11  
               ---- 
   9    5*pi    10  
(- -- + ----, e    )
   13    13         

                 -11  
                 ---- 
   9    15*pi     10  
(- -- + -----, -e    )
   13     13          


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:
$$t_{1} = - \frac{9}{13} + \frac{15 \pi}{13}$$
Puntos máximos de la función:
$$t_{1} = - \frac{9}{13} + \frac{5 \pi}{13}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{9}{13} + \frac{5 \pi}{13}\right] \cup \left[- \frac{9}{13} + \frac{15 \pi}{13}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{9}{13} + \frac{5 \pi}{13}, - \frac{9}{13} + \frac{15 \pi}{13}\right]$$
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = 0$$
(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:
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = $$
segunda derivada
$$- \frac{169 \sin{\left(\frac{13 t + 9}{10} \right)}}{100 e^{\frac{11}{10}}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = - \frac{9}{13}$$
$$t_{2} = - \frac{9}{13} + \frac{10 \pi}{13}$$

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
$$\left(-\infty, - \frac{9}{13}\right] \cup \left[- \frac{9}{13} + \frac{10 \pi}{13}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{9}{13}, - \frac{9}{13} + \frac{10 \pi}{13}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con t->+oo y t->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}\right) = \frac{\left\langle -1, 1\right\rangle}{e^{\frac{11}{10}}}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{\left\langle -1, 1\right\rangle}{e^{\frac{11}{10}}}$$
$$\lim_{t \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}\right) = \frac{\left\langle -1, 1\right\rangle}{e^{\frac{11}{10}}}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \frac{\left\langle -1, 1\right\rangle}{e^{\frac{11}{10}}}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función exp(-11/10)*sin(13*t/10 + 9/10), dividida por t con t->+oo y t ->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{t e^{\frac{11}{10}}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{t \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{t e^{\frac{11}{10}}}\right) = 0$$
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(-t) и f = -f(-t).
Pues, comprobamos:
$$\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}} = - \frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} - \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}$$
- No
$$\frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} + \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}} = \frac{\sin{\left(\frac{13 t}{10} - \frac{9}{10} \right)}}{e^{\frac{11}{10}}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar