Sr Examen

Otras calculadoras


sin(x^2)/x^2

Gráfico de la función y = sin(x^2)/x^2

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          / 2\
       sin\x /
f(x) = -------
           2  
          x   
$$f{\left(x \right)} = \frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}$$
f = sin(x^2)/x^2
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \sqrt{\pi}$$
$$x_{2} = \sqrt{\pi}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 46.1519210773927$$
$$x_{2} = 66.2243410266297$$
$$x_{3} = 95.0041877696109$$
$$x_{4} = 3.96332729760601$$
$$x_{5} = 64.2499240996983$$
$$x_{6} = -81.378604766654$$
$$x_{7} = 56.2178104297146$$
$$x_{8} = -18.2485292908913$$
$$x_{9} = 48.572997466143$$
$$x_{10} = 22.137941502317$$
$$x_{11} = -86.9225536433638$$
$$x_{12} = -56.7738853926973$$
$$x_{13} = 28.2482660354898$$
$$x_{14} = -91.8261111135335$$
$$x_{15} = -89.7498945058111$$
$$x_{16} = 16.244807875181$$
$$x_{17} = 25.0035385108662$$
$$x_{18} = -55.8533929588406$$
$$x_{19} = 8.1224039375905$$
$$x_{20} = 9.7081295627785$$
$$x_{21} = -31.2072703486357$$
$$x_{22} = 86.2148955714351$$
$$x_{23} = 42.2424505354389$$
$$x_{24} = 156.939754059142$$
$$x_{25} = 43.1620718174968$$
$$x_{26} = 82.1853040708499$$
$$x_{27} = -71.735129236519$$
$$x_{28} = -83.4748615192751$$
$$x_{29} = -53.9070793548543$$
$$x_{30} = -35.4490770181103$$
$$x_{31} = -31.8548964385305$$
$$x_{32} = -66.8616956564689$$
$$x_{33} = 78.2092123508435$$
$$x_{34} = -5.87856438167413$$
$$x_{35} = -70.7872889894487$$
$$x_{36} = -15.7539144225679$$
$$x_{37} = -41.8314129339366$$
$$x_{38} = -85.2622155494847$$
$$x_{39} = -39.7914902637393$$
$$x_{40} = 96.1546004074416$$
$$x_{41} = 120.487757271179$$
$$x_{42} = -11.6227571644753$$
$$x_{43} = -83.8691000988299$$
$$x_{44} = 15.039769647786$$
$$x_{45} = -46.3556833091199$$
$$x_{46} = -30.2877046810784$$
$$x_{47} = 29.6588257185807$$
$$x_{48} = -62.9907256783402$$
$$x_{49} = -9.86860538583257$$
$$x_{50} = 52.2498231190263$$
$$x_{51} = 18.2485292908913$$
$$x_{52} = 83.9065500225979$$
$$x_{53} = 50.6934195989623$$
$$x_{54} = 94.1238082693386$$
$$x_{55} = 118.846962815798$$
$$x_{56} = -5.60499121639793$$
$$x_{57} = 100.17108832176$$
$$x_{58} = -1.77245385090552$$
$$x_{59} = -48.1833681990255$$
$$x_{60} = 60.0806953935677$$
$$x_{61} = -87.7498922731452$$
$$x_{62} = -64.2499240996983$$
$$x_{63} = 29.2320577752649$$
$$x_{64} = 6.13996024767893$$
$$x_{65} = -90.6034304197701$$
$$x_{66} = 69.057495235125$$
$$x_{67} = -7.72594721818665$$
$$x_{68} = -43.8480866628973$$
$$x_{69} = 112.658929164549$$
$$x_{70} = -19.8166364880301$$
$$x_{71} = -65.5568360288295$$
$$x_{72} = -13.3817331184947$$
$$x_{73} = 98.0953530904779$$
$$x_{74} = -95.8600986425016$$
$$x_{75} = -64.201009038097$$
$$x_{76} = -33.862683274665$$
$$x_{77} = -53.8487698955452$$
$$x_{78} = -3.96332729760601$$
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 sin(x^2)/x^2.
$$\frac{\sin{\left(0^{2} \right)}}{0^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$\frac{2 x \cos{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}} - \frac{2 \sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -27.487300879733$$
$$x_{2} = -81.8117534286295$$
$$x_{3} = 56.1199279909343$$
$$x_{4} = -51.294088034684$$
$$x_{5} = 7.19840138414632$$
$$x_{6} = 46.0326381269472$$
$$x_{7} = 70.1296163961195$$
$$x_{8} = -77.5739683255625$$
$$x_{9} = 82.2139674644798$$
$$x_{10} = -97.7504677801482$$
$$x_{11} = 30.4686650830675$$
$$x_{12} = -16.0011216977146$$
$$x_{13} = -63.4751315873709$$
$$x_{14} = -57.7477298421119$$
$$x_{15} = -53.6295415482154$$
$$x_{16} = -12.8424122001834$$
$$x_{17} = 9.29420367942992$$
$$x_{18} = -111.755990954751$$
$$x_{19} = 92.1079304031337$$
$$x_{20} = 68.5896113576236$$
$$x_{21} = 67.6209131009439$$
$$x_{22} = 6.26453768135879$$
$$x_{23} = -17.856889938083$$
$$x_{24} = -47.8726582137852$$
$$x_{25} = -38.5686848262369$$
$$x_{26} = -21.7441389653189$$
$$x_{27} = -84.4756034159993$$
$$x_{28} = -33.7930178276353$$
$$x_{29} = -7.8259012426924$$
$$x_{30} = -85.7673542930979$$
$$x_{31} = 147.556117595223$$
$$x_{32} = 27.9968943148725$$
$$x_{33} = 86.3878070945521$$
$$x_{34} = 26.0194492595522$$
$$x_{35} = -3.75049248937143$$
$$x_{36} = -90.2995216474216$$
$$x_{37} = 98.4230706903319$$
$$x_{38} = -91.8859626824559$$
$$x_{39} = -93.7978150743204$$
$$x_{40} = 22.3145788067872$$
$$x_{41} = 78.6997443140484$$
$$x_{42} = -52.3549350628188$$
$$x_{43} = -23.812931580963$$
$$x_{44} = 23.6806356632024$$
$$x_{45} = 68.1300442553852$$
$$x_{46} = 58.1813182114996$$
$$x_{47} = 32.1249469684196$$
$$x_{48} = 16.0989917566665$$
$$x_{49} = 54.1251772109928$$
$$x_{50} = -87.848290956425$$
$$x_{51} = -47.7083162370527$$
$$x_{52} = 4.14978978647482$$
$$x_{53} = -225.808811928315$$
$$x_{54} = 84.2148756127912$$
$$x_{55} = 339.12512890907$$
$$x_{56} = 80.1827238875859$$
$$x_{57} = 18.1188682387635$$
$$x_{58} = 34.2088060145132$$
$$x_{59} = 94.332184745798$$
$$x_{60} = -65.8556635962687$$
$$x_{61} = -2.11976636870884$$
$$x_{62} = 261.64865047635$$
$$x_{63} = 51.5994127711782$$
$$x_{64} = 20.2478493210409$$
$$x_{65} = 62.2254986905353$$
$$x_{66} = -68.0146672875878$$
$$x_{67} = -42.0000441440065$$
$$x_{68} = 42.1120943325309$$
$$x_{69} = -98.1833843061319$$
$$x_{70} = 37.828491311387$$
$$x_{71} = 10.2583552061545$$
$$x_{72} = 40.164750811318$$
$$x_{73} = -29.8961868990962$$
$$x_{74} = 60.2503944862544$$
$$x_{75} = -76.902847810038$$
$$x_{76} = 36.0423055930793$$
$$x_{77} = 2.11976636870884$$
$$x_{78} = -69.7703204185698$$
Signos de extremos en los puntos:
(-27.487300879732977, 0.001323534989533)

(-81.81175342862946, 0.000149406190911279)

(56.11992799093429, 0.000317516111949359)

(-51.29408803468397, -0.000380071533342589)

(7.198401384146321, 0.019295099487588)

(46.032638126947205, 0.000471919824505443)

(70.12961639611953, -0.00020332794172061)

(-77.57396832556249, -0.000166175876052604)

(82.21396746447982, -0.000147947892013696)

(-97.75046778014821, -0.000104655560719047)

(30.468665083067464, -0.00107719144114341)

(-16.001121697714638, -0.00390567256417978)

(-63.475131587370946, 0.000248194850672783)

(-57.74772984211192, -0.000299868017423585)

(-53.62954154821543, -0.000347689683696048)

(-12.842412200183375, 0.00606315689591026)

(9.294203679429923, -0.0115756804584678)

(-111.75599095475077, -8.00678876126555e-5)

(92.10793040313365, 0.000117870723345681)

(68.58961135762361, -0.000212560863689315)

(67.62091310094392, -0.000218694533696834)

(6.264537681358792, 0.0254730530928808)

(-17.856889938083004, -0.00313607341346806)

(-47.8726582137852, -0.000436339844394369)

(-38.568684826236904, -0.000672249119554206)

(-21.74413896531894, 0.00211502058560655)

(-84.4756034159993, -0.000140132022588208)

(-33.79301782763527, -0.000875680902961545)

(-7.825901242692397, -0.0163257593209978)

(-85.76735429309788, -0.000135942724375418)

(147.5561175952228, 4.59288487871757e-5)

(27.996894314872534, -0.00127579216525722)

(86.3878070945521, -0.000133997006542391)

(26.01944925955225, -0.00147707764928763)

(-3.7504924893714255, 0.0709134594504622)

(-90.29952164742163, -0.000122639140272602)

(98.42307069033188, -0.000103230059309167)

(-91.88596268245591, -0.0001184408887131)

(-93.79781507432041, 0.000113661806191721)

(22.314578806787196, 0.00200826831595226)

(78.69974431404836, -0.000161455688730729)

(-52.35493506281884, 0.000364825108729964)

(-23.81293158096305, 0.00176349241629226)

(23.680635663202445, 0.00178325149744762)

(68.13004425538523, -0.000215438168237391)

(58.18131821149962, -0.000295415220485631)

(32.124946968419636, 0.000968980321516034)

(16.098991756666486, 0.00385833036946338)

(54.125177210992774, 0.000341351104266613)

(-87.848290956425, 0.000129578623592958)

(-47.70831623705273, 0.000439351162050216)

(4.149789786474824, -0.0579718023461539)

(-225.80881192831538, 1.9611834893873e-5)

(84.21487561279123, -0.000141001058404429)

(339.1251289090697, -8.69520962086523e-6)

(80.18272388758591, 0.000155538670918207)

(18.118868238763504, 0.00304604175008073)

(34.20880601451324, 0.000854523496376895)

(94.33218474579803, 0.000112377718691516)

(-65.85566359626866, 0.000230575801988624)

(-2.1197663687088406, -0.217233628211222)

(261.64865047634953, -1.46070663431957e-5)

(51.5994127711782, -0.000375586912843737)

(20.247849321040928, 0.00243916347187379)

(62.22549869053529, 0.000258263607950864)

(-68.01466728758777, 0.000216169707043122)

(-42.00004414400653, -0.000566892141283866)

(42.112094332530894, 0.000563879427437908)

(-98.18338430613193, 0.000103734687272752)

(37.828491311387026, -0.000698814410331)

(10.258355206154523, -0.00950221661878354)

(40.16475081131796, -0.000619883052268501)

(-29.896186899096215, 0.00111884037052573)

(60.25039448625436, -0.000275473732809509)

(-76.902847810038, 0.000169088919380717)

(36.04230559307926, -0.000769794390559548)

(2.1197663687088406, -0.217233628211222)

(-69.77032041856978, -0.0002054274881576)


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:
$$x_{1} = -51.294088034684$$
$$x_{2} = 70.1296163961195$$
$$x_{3} = -77.5739683255625$$
$$x_{4} = 82.2139674644798$$
$$x_{5} = -97.7504677801482$$
$$x_{6} = 30.4686650830675$$
$$x_{7} = -16.0011216977146$$
$$x_{8} = -57.7477298421119$$
$$x_{9} = -53.6295415482154$$
$$x_{10} = 9.29420367942992$$
$$x_{11} = -111.755990954751$$
$$x_{12} = 68.5896113576236$$
$$x_{13} = 67.6209131009439$$
$$x_{14} = -17.856889938083$$
$$x_{15} = -47.8726582137852$$
$$x_{16} = -38.5686848262369$$
$$x_{17} = -84.4756034159993$$
$$x_{18} = -33.7930178276353$$
$$x_{19} = -7.8259012426924$$
$$x_{20} = -85.7673542930979$$
$$x_{21} = 27.9968943148725$$
$$x_{22} = 86.3878070945521$$
$$x_{23} = 26.0194492595522$$
$$x_{24} = -90.2995216474216$$
$$x_{25} = 98.4230706903319$$
$$x_{26} = -91.8859626824559$$
$$x_{27} = 78.6997443140484$$
$$x_{28} = 68.1300442553852$$
$$x_{29} = 58.1813182114996$$
$$x_{30} = 4.14978978647482$$
$$x_{31} = 84.2148756127912$$
$$x_{32} = 339.12512890907$$
$$x_{33} = -2.11976636870884$$
$$x_{34} = 261.64865047635$$
$$x_{35} = 51.5994127711782$$
$$x_{36} = -42.0000441440065$$
$$x_{37} = 37.828491311387$$
$$x_{38} = 10.2583552061545$$
$$x_{39} = 40.164750811318$$
$$x_{40} = 60.2503944862544$$
$$x_{41} = 36.0423055930793$$
$$x_{42} = 2.11976636870884$$
$$x_{43} = -69.7703204185698$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{43} = -27.487300879733$$
$$x_{43} = -81.8117534286295$$
$$x_{43} = 56.1199279909343$$
$$x_{43} = 7.19840138414632$$
$$x_{43} = 46.0326381269472$$
$$x_{43} = -63.4751315873709$$
$$x_{43} = -12.8424122001834$$
$$x_{43} = 92.1079304031337$$
$$x_{43} = 6.26453768135879$$
$$x_{43} = -21.7441389653189$$
$$x_{43} = 147.556117595223$$
$$x_{43} = -3.75049248937143$$
$$x_{43} = -93.7978150743204$$
$$x_{43} = 22.3145788067872$$
$$x_{43} = -52.3549350628188$$
$$x_{43} = -23.812931580963$$
$$x_{43} = 23.6806356632024$$
$$x_{43} = 32.1249469684196$$
$$x_{43} = 16.0989917566665$$
$$x_{43} = 54.1251772109928$$
$$x_{43} = -87.848290956425$$
$$x_{43} = -47.7083162370527$$
$$x_{43} = -225.808811928315$$
$$x_{43} = 80.1827238875859$$
$$x_{43} = 18.1188682387635$$
$$x_{43} = 34.2088060145132$$
$$x_{43} = 94.332184745798$$
$$x_{43} = -65.8556635962687$$
$$x_{43} = 20.2478493210409$$
$$x_{43} = 62.2254986905353$$
$$x_{43} = -68.0146672875878$$
$$x_{43} = 42.1120943325309$$
$$x_{43} = -98.1833843061319$$
$$x_{43} = -29.8961868990962$$
$$x_{43} = -76.902847810038$$
Decrece en los intervalos
$$\left[339.12512890907, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -111.755990954751\right]$$
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
$$\frac{2 \left(- 2 x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} - 3 \cos{\left(x^{2} \right)} + \frac{3 \sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -22.0668026877238$$
$$x_{2} = 9.86782481171723$$
$$x_{3} = -63.7590819002399$$
$$x_{4} = 66.2243384443197$$
$$x_{5} = -47.2284883472124$$
$$x_{6} = -15.7537225935399$$
$$x_{7} = 38.8325054432974$$
$$x_{8} = -33.8626639595177$$
$$x_{9} = -60.1851801981387$$
$$x_{10} = -55.8533886544398$$
$$x_{11} = -81.4557760892944$$
$$x_{12} = 3.52778397201587$$
$$x_{13} = -89.7498934683796$$
$$x_{14} = 60.0806919353168$$
$$x_{15} = -89.8897998629067$$
$$x_{16} = 82.185302719777$$
$$x_{17} = -31.8055239171221$$
$$x_{18} = -56.9672252171924$$
$$x_{19} = -7.72431969840891$$
$$x_{20} = -43.848077766593$$
$$x_{21} = -9.86782481171723$$
$$x_{22} = -101.309343365408$$
$$x_{23} = -19.8165401098264$$
$$x_{24} = 94.1238073699181$$
$$x_{25} = 29.9748866464009$$
$$x_{26} = 74.0834805642647$$
$$x_{27} = 96.2035955430112$$
$$x_{28} = -47.261736163224$$
$$x_{29} = -55.9938299267056$$
$$x_{30} = -91.997013166397$$
$$x_{31} = 78.229292749505$$
$$x_{32} = 78.2694412248249$$
$$x_{33} = -72.8648838744917$$
$$x_{34} = 51.9483159842114$$
$$x_{35} = 52.2498178611914$$
$$x_{36} = 6.13671409961045$$
$$x_{37} = 86.2148944010888$$
$$x_{38} = -41.8314026879441$$
$$x_{39} = -83.8690988275086$$
$$x_{40} = 54.0816257858468$$
$$x_{41} = 28.2482327628185$$
$$x_{42} = 12.1509133337361$$
$$x_{43} = -78.6498295765939$$
$$x_{44} = 58.1948145254578$$
$$x_{45} = 21.7079643197458$$
$$x_{46} = 64.2499212719322$$
$$x_{47} = -25.5011249298425$$
$$x_{48} = 56.3294603860904$$
$$x_{49} = 42.2424405856399$$
$$x_{50} = 16.2446329171445$$
$$x_{51} = 68.6925894679026$$
$$x_{52} = -18.0754265473486$$
$$x_{53} = 98.0953522959375$$
$$x_{54} = 25.8072739815158$$
$$x_{55} = 34.958236723676$$
$$x_{56} = -12.4067842296203$$
$$x_{57} = -53.9070745671867$$
$$x_{58} = 44.5587903963516$$
$$x_{59} = -36.8823605035375$$
$$x_{60} = -5.87486435966933$$
$$x_{61} = -53.0553153296769$$
$$x_{62} = -42.1307370479931$$
$$x_{63} = 8.12100348114634$$
$$x_{64} = -95.8600977910742$$
$$x_{65} = -1.56860943902247$$
$$x_{66} = 22.1378723742674$$
$$x_{67} = 83.5688952550296$$
$$x_{68} = -93.8731443124186$$
$$x_{69} = 3.95114986952551$$
$$x_{70} = -13.8430243840388$$
$$x_{71} = -39.791478359789$$
$$x_{72} = 91.2082077797512$$
$$x_{73} = -3.95114986952551$$
$$x_{74} = 23.8458724385199$$
$$x_{75} = -87.6603412922761$$
$$x_{76} = 18.2484058702107$$
$$x_{77} = -14.0681469260875$$
$$x_{78} = 88.3386436351664$$
$$x_{79} = 46.1178655318556$$
$$x_{80} = -98.1433794006371$$
$$x_{81} = -74.0410623025856$$
$$x_{82} = 22.6984202929001$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$

$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{2 \left(- 2 x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} - 3 \cos{\left(x^{2} \right)} + \frac{3 \sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}}\right) = 0$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \left(- 2 x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} - 3 \cos{\left(x^{2} \right)} + \frac{3 \sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}}\right) = 0$$
- los límites son iguales, es decir omitimos el punto correspondiente

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
$$\left[98.0953522959375, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -98.1433794006371\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 0$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función sin(x^2)/x^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x x^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x x^{2}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}} = \frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}$$
- Sí
$$\frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}} = - \frac{\sin{\left(x^{2} \right)}}{x^{2}}$$
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = sin(x^2)/x^2