Sr Examen

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Gráfico de la función y = cbrt(x^4)-cbrt(x+2)^2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          ____            2
       3 /  4    3 _______ 
f(x) = \/  x   - \/ x + 2  
$$f{\left(x \right)} = - \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}}$$
f = -((x + 2)^(1/3))^2 + (x^4)^(1/3)
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:
$$- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 2$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = -1$$
$$x_{3} = -0.999999999999998$$
$$x_{4} = 2$$
$$x_{5} = -0.999999999999993$$
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 (x^4)^(1/3) - ((x + 2)^(1/3))^2.
$$- \left(\sqrt[3]{2}\right)^{2} + \sqrt[3]{0^{4}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - 2^{\frac{2}{3}}$$
Punto:
(0, -2^(2/3))
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
$$- \frac{2}{3 \sqrt[3]{x + 2}} + \frac{4 \left|{x}\right|^{\frac{4}{3}}}{3 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -1 + \frac{3 \sqrt{2}}{4}$$
Signos de extremos en los puntos:
                             4/3                2/3 
          ___  /         ___\      /        ___\    
      3*\/ 2   |     3*\/ 2 |      |    3*\/ 2 |    
(-1 + -------, |-1 + -------|    - |1 + -------|   )
         4     \        4   /      \       4   /    


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:
$$x_{1} = -1 + \frac{3 \sqrt{2}}{4}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[-1 + \frac{3 \sqrt{2}}{4}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -1 + \frac{3 \sqrt{2}}{4}\right]$$
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
$$\frac{2 \left(\frac{1}{\left(x + 2\right)^{\frac{4}{3}}} + \frac{8 \sqrt[3]{\left|{x}\right|} \operatorname{sign}{\left(x \right)}}{x} - \frac{6 \left|{x}\right|^{\frac{4}{3}}}{x^{2}}\right)}{9} = 0$$
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
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}}\right) = \infty$$
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 (x^4)^(1/3) - ((x + 2)^(1/3))^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}} = - \left(2 - x\right)^{\frac{2}{3}} + \sqrt[3]{x^{4}}$$
- No
$$- \left(\sqrt[3]{x + 2}\right)^{2} + \sqrt[3]{x^{4}} = \left(2 - x\right)^{\frac{2}{3}} - \sqrt[3]{x^{4}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar