Sr Examen

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(sqrt(10+x)-sqrt(4-x))/(-21-x+2*x^2)

Gráfico de la función y = (sqrt(10+x)-sqrt(4-x))/(-21-x+2*x^2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         ________     _______
       \/ 10 + x  - \/ 4 - x 
f(x) = ----------------------
                        2    
           -21 - x + 2*x     
$$f{\left(x \right)} = \frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{2 x^{2} + \left(- x - 21\right)}$$
f = (-sqrt(4 - x) + sqrt(x + 10))/(2*x^2 - x - 21)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 3.5$$
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:
$$\frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{2 x^{2} + \left(- x - 21\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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(10 + x) - sqrt(4 - x))/(-21 - x + 2*x^2).
$$\frac{- \sqrt{4 - 0} + \sqrt{10}}{\left(-21 - 0\right) + 2 \cdot 0^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{2}{21} - \frac{\sqrt{10}}{21}$$
Punto:
(0, 2/21 - sqrt(10)/21)
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
$$\frac{\left(1 - 4 x\right) \left(- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}\right)}{\left(2 x^{2} + \left(- x - 21\right)\right)^{2}} + \frac{\frac{1}{2 \sqrt{x + 10}} + \frac{1}{2 \sqrt{4 - x}}}{2 x^{2} + \left(- x - 21\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{14}{9} - \frac{\sqrt[3]{\frac{231517}{216} + \frac{77 \sqrt{72753} i}{18}}}{3} - \frac{4873}{108 \sqrt[3]{\frac{231517}{216} + \frac{77 \sqrt{72753} i}{18}}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                         __________________________________________________________________________               __________________________________________________________________________ 
                                                                                        /                                                _________________________               /           _________________________                                       
                                                                                       /                                                /                 _______               /           /                 _______                                        
                                                                                      /                                                /  231517   77*I*\/ 72753               /           /  231517   77*I*\/ 72753                                         
                                                                                     /                                              3 /   ------ + --------------             /         3 /   ------ + --------------                                        
                                                                                    /     76                  4873                  \/     216           18                  /     50   \/     216           18                         4873                 
                                                                                   /      -- - ---------------------------------- - ------------------------------  -       /      -- + ------------------------------ + ----------------------------------  
                                                  _________________________       /       9             _________________________                 3                        /       9                  3                           _________________________  
                                                 /                 _______       /                     /                 _______                                          /                                                      /                 _______   
                                                /  231517   77*I*\/ 72753       /                     /  231517   77*I*\/ 72753                                          /                                                      /  231517   77*I*\/ 72753    
                                             3 /   ------ + --------------     /               108*3 /   ------ + --------------                                        /                                                108*3 /   ------ + --------------   
   14                  4873                  \/     216           18         \/                    \/     216           18                                            \/                                                     \/     216           18         
(- -- - ---------------------------------- - ------------------------------, -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------)
   9             _________________________                 3                                                                                                                2                                                                                
                /                 _______                                                       /                                                 _________________________\         _________________________                                               
               /  231517   77*I*\/ 72753                                                        |                                                /                 _______ |        /                 _______                                                
        108*3 /   ------ + --------------                                                       |                                               /  231517   77*I*\/ 72753  |       /  231517   77*I*\/ 72753                                                 
            \/     216           18                                                             |                                            3 /   ------ + -------------- |    3 /   ------ + --------------                                                
                                                                                        175     |  14                  4873                  \/     216           18       |    \/     216           18                         4873                         
                                                                                      - --- + 2*|- -- - ---------------------------------- - ------------------------------|  + ------------------------------ + ----------------------------------          
                                                                                         9      |  9             _________________________                 3               |                  3                           _________________________          
                                                                                                |               /                 _______                                  |                                             /                 _______           
                                                                                                |              /  231517   77*I*\/ 72753                                   |                                            /  231517   77*I*\/ 72753            
                                                                                                |       108*3 /   ------ + --------------                                  |                                     108*3 /   ------ + --------------           
                                                                                                \           \/     216           18                                        /                                         \/     216           18                 


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:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{4873} \cos{\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{84 \sqrt{72753}}{21047} \right)}}{3} \right)}}{9} - \frac{14}{9}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{4873} \cos{\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{84 \sqrt{72753}}{21047} \right)}}{3} \right)}}{9} - \frac{14}{9}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{4873} \cos{\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{84 \sqrt{72753}}{21047} \right)}}{3} \right)}}{9} - \frac{14}{9}, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 3.5$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{2 x^{2} + \left(- x - 21\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{2 x^{2} + \left(- x - 21\right)}\right) = 0$$
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 (sqrt(10 + x) - sqrt(4 - x))/(-21 - x + 2*x^2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{x \left(2 x^{2} + \left(- x - 21\right)\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \sqrt{4 - x} + \sqrt{x + 10}}{x \left(2 x^{2} + \left(- x - 21\right)\right)}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
Gráfico
Gráfico de la función y = (sqrt(10+x)-sqrt(4-x))/(-21-x+2*x^2)