Sr Examen

Gráfico de la función y = √3sinx+cosx

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         __________         
f(x) = \/ 3*sin(x)  + cos(x)
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}$$
f = sqrt(3*sin(x)) + cos(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:
$$\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{3}{2} + \frac{\sqrt{13}}{2} + \frac{\sqrt{6} \sqrt{3 + \sqrt{13}}}{2} \right)}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 59.3826567686754$$
$$x_{2} = 97.0817686117529$$
$$x_{3} = 27.9667302327774$$
$$x_{4} = -72.564234682096$$
$$x_{5} = -22.2987522246593$$
$$x_{6} = -97.6969759108143$$
$$x_{7} = 90.7985833045733$$
$$x_{8} = -28.5819375318389$$
$$x_{9} = 34.249915539957$$
$$x_{10} = 84.5153979973937$$
$$x_{11} = 21.6835449255978$$
$$x_{12} = 9.11717431123867$$
$$x_{13} = -59.9978640677368$$
$$x_{14} = 71.9490273830345$$
$$x_{15} = 46.8162861543162$$
$$x_{16} = -34.8651228390184$$
$$x_{17} = -66.2810493749164$$
$$x_{18} = -85.1306052964551$$
$$x_{19} = -91.4137906036347$$
$$x_{20} = 15.4003596184183$$
$$x_{21} = -3.4491963031205$$
$$x_{22} = -78.8474199892755$$
$$x_{23} = 2.83398900405908$$
$$x_{24} = -53.7146787605572$$
$$x_{25} = -9.73238161030009$$
$$x_{26} = 65.6658420758549$$
$$x_{27} = 40.5331008471366$$
$$x_{28} = 78.2322126902141$$
$$x_{29} = 53.0994714614958$$
$$x_{30} = -47.4314934533776$$
$$x_{31} = -16.0155669174797$$
$$x_{32} = -41.148308146198$$
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(3*sin(x)) + cos(x).
$$\sqrt{3 \sin{\left(0 \right)}} + \cos{\left(0 \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 1$$
Punto:
(0, 1)
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
$$\frac{\sqrt{3} \sqrt{\sin{\left(x \right)}} \cos{\left(x \right)}}{2 \sin{\left(x \right)}} - \sin{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(3 x^{6} - 3 x^{4} - 32 x^{3} - 3 x^{2} + 3, 0\right)} \right)}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                              _________________________________________________________                                                           
       /       /   6      4       3      2       \\    ___   /    /      /       /   6      4       3      2       \\\       /      /       /   6      4       3      2       \\\ 
(2*atan\CRootOf\3*x  - 3*x  - 32*x  - 3*x  + 3, 0//, \/ 3 *\/  sin\2*atan\CRootOf\3*x  - 3*x  - 32*x  - 3*x  + 3, 0///  + cos\2*atan\CRootOf\3*x  - 3*x  - 32*x  - 3*x  + 3, 0///)


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:
$$x_{1} = 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(3 x^{6} - 3 x^{4} - 32 x^{3} - 3 x^{2} + 3, 0\right)} \right)}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(3 x^{6} - 3 x^{4} - 32 x^{3} - 3 x^{2} + 3, 0\right)} \right)}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[2 \operatorname{atan}{\left(\operatorname{CRootOf} {\left(3 x^{6} - 3 x^{4} - 32 x^{3} - 3 x^{2} + 3, 0\right)} \right)}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle + \sqrt{3} \left\langle 0, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle + \sqrt{3} \left\langle 0, 1\right\rangle$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 1\right\rangle + \sqrt{3} \left\langle 0, 1\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \left\langle -1, 1\right\rangle + \sqrt{3} \left\langle 0, 1\right\rangle$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sqrt(3*sin(x)) + cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)} = \sqrt{3} \sqrt{- \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)}$$
- No
$$\sqrt{3 \sin{\left(x \right)}} + \cos{\left(x \right)} = - \sqrt{3} \sqrt{- \sin{\left(x \right)}} - \cos{\left(x \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar