Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = (sqrt(1+x*(sqrt(x^2+24))))-x-1.2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           ____________________        
          /          _________         
         /          /  2              6
f(x) = \/   1 + x*\/  x  + 24   - x - -
                                      5
$$f{\left(x \right)} = \left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5}$$
f = -x + sqrt(x*sqrt(x^2 + 24) + 1) - 6/5
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:
$$\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{217}{180} + \frac{42337}{32400 \sqrt[3]{\frac{342157}{233280} + \frac{11 \sqrt{69281682} i}{324000}}} + \sqrt[3]{\frac{342157}{233280} + \frac{11 \sqrt{69281682} i}{324000}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 3.48717318485892$$
$$x_{2} = 0.190278959205209$$
$$x_{3} = 3.48717318485892$$
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(x^2 + 24)) - x - 6/5.
$$- \frac{6}{5} + \left(- 0 + \sqrt{0 \sqrt{0^{2} + 24} + 1}\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - \frac{1}{5}$$
Punto:
(0, -1/5)
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
$$-1 + \frac{\frac{x^{2}}{2 \sqrt{x^{2} + 24}} + \frac{\sqrt{x^{2} + 24}}{2}}{\sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{\sqrt{78} \sqrt{- 959 \sqrt[3]{808704 \sqrt{19430} + 181174033} + 271969 + \left(808704 \sqrt{19430} + 181174033\right)^{\frac{2}{3}}}}{78 \sqrt[6]{808704 \sqrt{19430} + 181174033}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                                     _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                   
                                                                                                                    /                    _________________________________________________________________________________________                                                                                                                                                                                             
                                                                                                                   /                    /                                             2/3          ______________________________      ____________________________________________________________________________________                                                                                                    
                                                                                                                  /                    /                /                     _______\          3 /                      _______      /                                        2/3          ______________________________                                                                                                     
                                                                                                                 /          ____      /        271969 + \181174033 + 808704*\/ 19430 /    - 959*\/  181174033 + 808704*\/ 19430      /           /                     _______\          3 /                      _______                                                                                                      
            ____________________________________________________________________________________                /         \/ 78 *    /    24 + ---------------------------------------------------------------------------------- *\/   271969 + \181174033 + 808704*\/ 19430 /    - 959*\/  181174033 + 808704*\/ 19430                  ____________________________________________________________________________________ 
           /                                        2/3          ______________________________                /                    /                                       ______________________________                                                                                                                               /                                        2/3          ______________________________  
   ____   /           /                     _______\          3 /                      _______                /                    /                                     3 /                      _______                                                                                                                        ____   /           /                     _______\          3 /                      _______   
 \/ 78 *\/   271969 + \181174033 + 808704*\/ 19430 /    - 959*\/  181174033 + 808704*\/ 19430       6        /                   \/                                   78*\/  181174033 + 808704*\/ 19430                                                                                                                       \/ 78 *\/   271969 + \181174033 + 808704*\/ 19430 /    - 959*\/  181174033 + 808704*\/ 19430    
(-----------------------------------------------------------------------------------------------, - - +     /         1 + -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  - -----------------------------------------------------------------------------------------------)
                                     ______________________________                                 5      /                                                                                                   ______________________________                                                                                                                      ______________________________                              
                                  6 /                      _______                                        /                                                                                                 6 /                      _______                                                                                                                    6 /                      _______                               
                               78*\/  181174033 + 808704*\/ 19430                                       \/                                                                                               78*\/  181174033 + 808704*\/ 19430                                                                                                                  78*\/  181174033 + 808704*\/ 19430                                


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:
$$x_{1} = \frac{\sqrt{78} \sqrt{- 959 \sqrt[3]{808704 \sqrt{19430} + 181174033} + 271969 + \left(808704 \sqrt{19430} + 181174033\right)^{\frac{2}{3}}}}{78 \sqrt[6]{808704 \sqrt{19430} + 181174033}}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{\sqrt{78} \sqrt{- 959 \sqrt[3]{808704 \sqrt{19430} + 181174033} + 271969 + \left(808704 \sqrt{19430} + 181174033\right)^{\frac{2}{3}}}}{78 \sqrt[6]{808704 \sqrt{19430} + 181174033}}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[\frac{\sqrt{78} \sqrt{- 959 \sqrt[3]{808704 \sqrt{19430} + 181174033} + 271969 + \left(808704 \sqrt{19430} + 181174033\right)^{\frac{2}{3}}}}{78 \sqrt[6]{808704 \sqrt{19430} + 181174033}}, \infty\right)$$
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
$$- \frac{\frac{2 x \left(\frac{x^{2}}{x^{2} + 24} - 3\right)}{\sqrt{x^{2} + 24}} + \frac{\left(\frac{x^{2}}{\sqrt{x^{2} + 24}} + \sqrt{x^{2} + 24}\right)^{2}}{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}}{4 \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 \operatorname{CRootOf} {\left(143 x^{6} - 18 x^{4} - 3969 x^{2} + 7776, 0\right)}$$
$$x_{2} = 2 \operatorname{CRootOf} {\left(143 x^{6} - 18 x^{4} - 3969 x^{2} + 7776, 2\right)}$$

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
$$\left[2 \operatorname{CRootOf} {\left(143 x^{6} - 18 x^{4} - 3969 x^{2} + 7776, 2\right)}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 2 \operatorname{CRootOf} {\left(143 x^{6} - 18 x^{4} - 3969 x^{2} + 7776, 2\right)}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5}\right) = \infty \operatorname{sign}{\left(1 + i \right)}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \infty \operatorname{sign}{\left(1 + i \right)}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5}\right) = - \frac{6}{5}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = - \frac{6}{5}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sqrt(1 + x*sqrt(x^2 + 24)) - x - 6/5, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5}}{x}\right) = -1 - i$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \left(-1 - i\right)$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5} = x + \sqrt{- x \sqrt{x^{2} + 24} + 1} - \frac{6}{5}$$
- No
$$\left(- x + \sqrt{x \sqrt{x^{2} + 24} + 1}\right) - \frac{6}{5} = - x - \sqrt{- x \sqrt{x^{2} + 24} + 1} + \frac{6}{5}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar