Sr Examen

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

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

Solución analítica
$$x_{1} = 3$$
Solución numérica
$$x_{1} = 3$$
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 log(x - 2)/(x - 2)^2.
$$\frac{\log{\left(-2 \right)}}{\left(-2\right)^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\log{\left(2 \right)}}{4} + \frac{i \pi}{4}$$
Punto:
(0, log(2)/4 + pi*i/4)
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
$$\frac{\left(4 - 2 x\right) \log{\left(x - 2 \right)}}{\left(x - 2\right)^{4}} + \frac{1}{\left(x - 2\right) \left(x - 2\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = e^{\frac{1}{2}} + 2$$
Signos de extremos en los puntos:
            -1 
      1/2  e   
(2 + e  , ---)
            2  


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:
$$x_{1} = e^{\frac{1}{2}} + 2$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, e^{\frac{1}{2}} + 2\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[e^{\frac{1}{2}} + 2, \infty\right)$$
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
$$\frac{6 \log{\left(x - 2 \right)} - 5}{\left(x - 2\right)^{4}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 + e^{\frac{5}{6}}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 2$$

$$\lim_{x \to 2^-}\left(\frac{6 \log{\left(x - 2 \right)} - 5}{\left(x - 2\right)^{4}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 2^+}\left(\frac{6 \log{\left(x - 2 \right)} - 5}{\left(x - 2\right)^{4}}\right) = -\infty$$
- 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
$$\left[2 + e^{\frac{5}{6}}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, 2 + e^{\frac{5}{6}}\right]$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 2$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{\left(x - 2\right)^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{\left(x - 2\right)^{2}}\right) = 0$$
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 log(x - 2)/(x - 2)^2, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{x \left(x - 2\right)^{2}}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{x \left(x - 2\right)^{2}}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{\left(x - 2\right)^{2}} = \frac{\log{\left(- x - 2 \right)}}{\left(- x - 2\right)^{2}}$$
- No
$$\frac{\log{\left(x - 2 \right)}}{\left(x - 2\right)^{2}} = - \frac{\log{\left(- x - 2 \right)}}{\left(- x - 2\right)^{2}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar