Sr Examen

Otras calculadoras

Gráfico de la función y = x*x*sin(1/x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
              /1\
f(x) = x*x*sin|-|
              \x/
$$f{\left(x \right)} = x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}$$
f = (x*x)*sin(1/x)
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:
$$x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{1}{\pi}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.00489707517205832$$
$$x_{2} = 0.00413389462576352$$
$$x_{3} = 0.00636619772367581$$
$$x_{4} = 0.00361715779754308$$
$$x_{5} = -0.00624137031732923$$
$$x_{6} = 0.0530516476972984$$
$$x_{7} = -0.00539508281667442$$
$$x_{8} = 0.00388182788029013$$
$$x_{9} = 0.00202745150435535$$
$$x_{10} = -0.0454728408833987$$
$$x_{11} = 0.00757880681389978$$
$$x_{12} = -0.0117892550438441$$
$$x_{13} = 0.0040292390656176$$
$$x_{14} = 0.00521819485547198$$
$$x_{15} = 0.00691978013443023$$
$$x_{16} = 0.0795774715459477$$
$$x_{17} = 0.0117892550438441$$
$$x_{18} = -0.00795774715459477$$
$$x_{19} = 0.00424413181578388$$
$$x_{20} = -0.00757880681389978$$
$$x_{21} = 0.00589462752192205$$
$$x_{22} = 0.00837657595220502$$
$$x_{23} = -0.00723431559508615$$
$$x_{24} = -0.00370127774632315$$
$$x_{25} = -0.0353677651315323$$
$$x_{26} = -0.00418828797610251$$
$$x_{27} = -0.0138395602688605$$
$$x_{28} = 0.0127323954473516$$
$$x_{29} = 0.0151576136277996$$
$$x_{30} = -0.159154943091895$$
$$x_{31} = -0.01675315190441$$
$$x_{32} = 0.00436040939977795$$
$$x_{33} = 0.0187241109519877$$
$$x_{34} = 0.00475089382363867$$
$$x_{35} = 0.0244853758602916$$
$$x_{36} = -0.0212206590789194$$
$$x_{37} = -0.0244853758602916$$
$$x_{38} = 0.00345989006721512$$
$$x_{39} = 0.000413927030147972$$
$$x_{40} = 0.00489707517205832$$
$$x_{41} = 0.0397887357729738$$
$$x_{42} = 0.00136029865890509$$
$$x_{43} = -0.00578745247606892$$
$$x_{44} = 0.00663145596216231$$
$$x_{45} = 0.159154943091895$$
$$x_{46} = -0.00397887357729738$$
$$x_{47} = -0.0102680608446384$$
$$x_{48} = -0.0187241109519877$$
$$x_{49} = 0.00909456817667973$$
$$x_{50} = -0.00600584690912813$$
$$x_{51} = 0.0212206590789194$$
$$x_{52} = -0.00558438396813668$$
$$x_{53} = 0.0109762029718549$$
$$x_{54} = -0.00461318675628682$$
$$x_{55} = -0.00884194128288307$$
$$x_{56} = -0.0159154943091895$$
$$x_{57} = 0.00370127774632315$$
$$x_{58} = 0.0289372623803446$$
$$x_{59} = -0.00475089382363867$$
$$x_{60} = 0.00338627538493394$$
$$x_{61} = 0.00530516476972984$$
$$x_{62} = -0.0109762029718549$$
$$x_{63} = 0.00461318675628682$$
$$x_{64} = -0.0289372623803446$$
$$x_{65} = -0.00312068515866461$$
$$x_{66} = -0.00349791083718451$$
$$x_{67} = -0.00361715779754308$$
$$x_{68} = -0.00408089597671527$$
$$x_{69} = -0.00936205547599384$$
$$x_{70} = -0.0795774715459477$$
$$x_{71} = 0.00353677651315323$$
$$x_{72} = -0.0127323954473516$$
$$x_{73} = -0.00378940340694989$$
$$x_{74} = -0.00303152272555991$$
$$x_{75} = 0.00448323783357452$$
$$x_{76} = 0.00578745247606892$$
$$x_{77} = 0.0138395602688605$$
$$x_{78} = 0.00378940340694989$$
$$x_{79} = -0.00837657595220502$$
$$x_{80} = -0.00649612012619981$$
$$x_{81} = -0.00505253787593319$$
$$x_{82} = 0.00723431559508615$$
$$x_{83} = -0.00448323783357452$$
$$x_{84} = 0.00558438396813668$$
$$x_{85} = 0.00964575412678154$$
$$x_{86} = 0.0102680608446384$$
$$x_{87} = 0.01675315190441$$
$$x_{88} = -0.0151576136277996$$
$$x_{89} = -0.00691978013443023$$
$$x_{90} = 0.00539508281667442$$
$$x_{91} = 0.00795774715459477$$
$$x_{92} = -0.00436040939977795$$
$$x_{93} = 0.00884194128288307$$
$$x_{94} = -0.00521819485547198$$
$$x_{95} = -0.00335063038088201$$
$$x_{96} = 0.00505253787593319$$
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*x)*sin(1/x).
$$0 \cdot 0 \sin{\left(\frac{1}{0} \right)}$$
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
$$2 x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} - \cos{\left(\frac{1}{x} \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$2 \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} + \frac{2 \cos{\left(\frac{1}{x} \right)} - \frac{\sin{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x}}{x} - \frac{4 \cos{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -35534.38769619$$
$$x_{2} = -19430.4264107509$$
$$x_{3} = 20409.2087544722$$
$$x_{4} = 15323.9453857711$$
$$x_{5} = 25494.6165959442$$
$$x_{6} = -14345.2072448485$$
$$x_{7} = -25363.3880568599$$
$$x_{8} = 24647.0423858719$$
$$x_{9} = -16887.786230812$$
$$x_{10} = 33122.8536469634$$
$$x_{11} = -23668.2424439769$$
$$x_{12} = 40751.1659842561$$
$$x_{13} = -11802.729037405$$
$$x_{14} = -20277.9827555881$$
$$x_{15} = -37229.5676480559$$
$$x_{16} = 11086.4798333592$$
$$x_{17} = 34818.0294026106$$
$$x_{18} = -38077.1585763586$$
$$x_{19} = -29601.2835919767$$
$$x_{20} = 28037.3501205005$$
$$x_{21} = -42315.1212153018$$
$$x_{22} = -16040.2516648767$$
$$x_{23} = -21125.5429444287$$
$$x_{24} = -27906.1207977464$$
$$x_{25} = 17019.0091244462$$
$$x_{26} = -9260.43473520905$$
$$x_{27} = 9391.63417606635$$
$$x_{28} = 18714.0990935959$$
$$x_{29} = 38208.3896238771$$
$$x_{30} = -32144.0368179208$$
$$x_{31} = 22104.3335750288$$
$$x_{32} = -8413.07303917664$$
$$x_{33} = -41467.5277301779$$
$$x_{34} = -24515.814163577$$
$$x_{35} = -39772.3421347211$$
$$x_{36} = -15192.7248763841$$
$$x_{37} = -7565.76578660753$$
$$x_{38} = -30448.8668966256$$
$$x_{39} = 12781.4218076587$$
$$x_{40} = -13497.7004965963$$
$$x_{41} = -10107.8371566808$$
$$x_{42} = -6718.53364051853$$
$$x_{43} = 21256.7694965472$$
$$x_{44} = 28884.931060558$$
$$x_{45} = -33839.2106020801$$
$$x_{46} = -28753.7015215237$$
$$x_{47} = 11933.9413489672$$
$$x_{48} = 32275.2670580593$$
$$x_{49} = -26210.9639129039$$
$$x_{50} = 35665.6184468128$$
$$x_{51} = 16171.4734604606$$
$$x_{52} = 6849.70308370924$$
$$x_{53} = 10239.0419711546$$
$$x_{54} = -31296.4513351777$$
$$x_{55} = -10955.2708382264$$
$$x_{56} = 29732.5133290166$$
$$x_{57} = -17735.3274585537$$
$$x_{58} = -40619.9346937544$$
$$x_{59} = 39903.5733493785$$
$$x_{60} = -21973.1065322912$$
$$x_{61} = 19561.651782658$$
$$x_{62} = -38924.7500842671$$
$$x_{63} = -22820.6731403276$$
$$x_{64} = 8544.26541208405$$
$$x_{65} = -32991.6232643634$$
$$x_{66} = -36381.977339873$$
$$x_{67} = -34686.7987657255$$
$$x_{68} = 39055.9812180799$$
$$x_{69} = 22951.9006201743$$
$$x_{70} = 23799.4703149306$$
$$x_{71} = 13628.917672133$$
$$x_{72} = 7696.94860169018$$
$$x_{73} = 26342.1927386122$$
$$x_{74} = 42446.352644067$$
$$x_{75} = 27189.7706331009$$
$$x_{76} = -18582.8744361227$$
$$x_{77} = 31427.6814211469$$
$$x_{78} = 33970.44111659$$
$$x_{79} = 37360.7986033292$$
$$x_{80} = 41598.7590919275$$
$$x_{81} = 14476.4262343106$$
$$x_{82} = 17866.5512970788$$
$$x_{83} = -27058.541547222$$
$$x_{84} = -12650.2068210835$$
$$x_{85} = 30580.0968153986$$
$$x_{86} = 36513.2081963902$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$

True

True

- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 0$$
- es el punto de flexión

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
$$\left[42446.352644067, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -33839.2106020801\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}\right) = \infty$$
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*x)*sin(1/x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x$$
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:
$$x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} = - x^{2} \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}$$
- No
$$x x \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} = x^{2} \sin{\left(\frac{1}{x} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar