Sr Examen

Gráfico de la función y = 2*sin(x)+cos(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = 2*sin(x) + cos(x)
f(x)=2sin(x)+cos(x)f{\left(x \right)} = 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}
f = 2*sin(x) + cos(x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-10105-5
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:
2sin(x)+cos(x)=02 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=atan(12)x_{1} = - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}
Solución numérica
x1=286.348579085672x_{1} = -286.348579085672
x2=24.6690936197175x_{2} = 24.6690936197175
x3=82.1450566023354x_{3} = -82.1450566023354
x4=93.784131998693x_{4} = 93.784131998693
x5=40.3770568876665x_{5} = 40.3770568876665
x6=72.7202786415661x_{6} = -72.7202786415661
x7=75.8618712951559x_{7} = -75.8618712951559
x8=47.5875374128477x_{8} = -47.5875374128477
x9=59.2266128092053x_{9} = 59.2266128092053
x10=9.88842556977019x_{10} = -9.88842556977019
x11=835.199998245884x_{11} = 835.199998245884
x12=41.3043521056681x_{12} = -41.3043521056681
x13=52.9434275020257x_{13} = 52.9434275020257
x14=94.7114272166946x_{14} = -94.7114272166946
x15=97.8530198702844x_{15} = -97.8530198702844
x16=37.2354642340767x_{16} = 37.2354642340767
x17=0.463647609000806x_{17} = -0.463647609000806
x18=8.96113035176857x_{18} = 8.96113035176857
x19=38.1627594520783x_{19} = -38.1627594520783
x20=191.173504259977x_{20} = 191.173504259977
x21=34.0938715804869x_{21} = 34.0938715804869
x22=69.5786859879763x_{22} = -69.5786859879763
x23=3.6052402625906x_{23} = -3.6052402625906
x24=49.8018348484359x_{24} = 49.8018348484359
x25=2.67794504458899x_{25} = 2.67794504458899
x26=96.9257246522828x_{26} = 96.9257246522828
x27=31.8795741448987x_{27} = -31.8795741448987
x28=65.5097981163849x_{28} = 65.5097981163849
x29=6.74683291618039x_{29} = -6.74683291618039
x30=74.9345760771542x_{30} = 74.9345760771542
x31=57.0123153736171x_{31} = -57.0123153736171
x32=5.81953769817878x_{32} = 5.81953769817878
x33=63.2955006807967x_{33} = -63.2955006807967
x34=25.5963888377192x_{34} = -25.5963888377192
x35=91.5698345631048x_{35} = -91.5698345631048
x36=60.1539080272069x_{36} = -60.1539080272069
x37=16.1716108769498x_{37} = -16.1716108769498
x38=90.6425393451032x_{38} = 90.6425393451032
x39=100.994612523874x_{39} = -100.994612523874
x40=18.385908312538x_{40} = 18.385908312538
x41=62.3682054627951x_{41} = 62.3682054627951
x42=28.7379814913089x_{42} = -28.7379814913089
x43=81.2177613843338x_{43} = 81.2177613843338
x44=35.0211667984885x_{44} = -35.0211667984885
x45=87.5009466915134x_{45} = 87.5009466915134
x46=56.0850201556155x_{46} = 56.0850201556155
x47=84.3593540379236x_{47} = 84.3593540379236
x48=13.03001822336x_{48} = -13.03001822336
x49=30.9522789268971x_{49} = 30.9522789268971
x50=44.4459447592579x_{50} = -44.4459447592579
x51=85.2866492559252x_{51} = -85.2866492559252
x52=78.076168730744x_{52} = 78.076168730744
x53=46.6602421948461x_{53} = 46.6602421948461
x54=27.8106862733073x_{54} = 27.8106862733073
x55=12.1027230053584x_{55} = 12.1027230053584
x56=43.5186495412563x_{56} = 43.5186495412563
x57=141.835317020542x_{57} = -141.835317020542
x58=71.7929834235644x_{58} = 71.7929834235644
x59=50.7291300664375x_{59} = -50.7291300664375
x60=22.4547961841294x_{60} = -22.4547961841294
x61=68.6513907699746x_{61} = 68.6513907699746
x62=100.067317305873x_{62} = 100.067317305873
x63=21.5275009661277x_{63} = 21.5275009661277
x64=15.2443156589482x_{64} = 15.2443156589482
x65=88.428241909515x_{65} = -88.428241909515
x66=79.0034639487456x_{66} = -79.0034639487456
x67=19.3132035305396x_{67} = -19.3132035305396
x68=53.8707227200273x_{68} = -53.8707227200273
x69=66.4370933343865x_{69} = -66.4370933343865
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 2*sin(x) + cos(x).
2sin(0)+cos(0)2 \sin{\left(0 \right)} + \cos{\left(0 \right)}
Resultado:
f(0)=1f{\left(0 \right)} = 1
Punto:
(0, 1)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
sin(x)+2cos(x)=0- \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=atan(2)x_{1} = \operatorname{atan}{\left(2 \right)}
Signos de extremos en los puntos:
            ___ 
(atan(2), \/ 5 )


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:
x1=atan(2)x_{1} = \operatorname{atan}{\left(2 \right)}
Decrece en los intervalos
(,atan(2)]\left(-\infty, \operatorname{atan}{\left(2 \right)}\right]
Crece en los intervalos
[atan(2),)\left[\operatorname{atan}{\left(2 \right)}, \infty\right)
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
(2sin(x)+cos(x))=0- (2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}) = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=atan(12)x_{1} = - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{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
(,atan(12)]\left(-\infty, - \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}\right]
Convexa en los intervalos
[atan(12),)\left[- \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}, \infty\right)
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx(2sin(x)+cos(x))=3,3\lim_{x \to -\infty}\left(2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -3, 3\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=3,3y = \left\langle -3, 3\right\rangle
limx(2sin(x)+cos(x))=3,3\lim_{x \to \infty}\left(2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -3, 3\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=3,3y = \left\langle -3, 3\right\rangle
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 2*sin(x) + cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(2sin(x)+cos(x)x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2 \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
limx(2sin(x)+cos(x)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2 \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:
2sin(x)+cos(x)=2sin(x)+cos(x)2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = - 2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}
- No
2sin(x)+cos(x)=2sin(x)cos(x)2 \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = 2 \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = 2*sin(x)+cos(x)