Sr Examen

Gráfico de la función y = y=cosx

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
f(x) = cos(x)
f(x)=cos(x)f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}
f = cos(x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-10102-2
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:
cos(x)=0\cos{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}
Solución numérica
x1=4.71238898038469x_{1} = 4.71238898038469
x2=17.2787595947439x_{2} = 17.2787595947439
x3=2266.65909956504x_{3} = -2266.65909956504
x4=89.5353906273091x_{4} = -89.5353906273091
x5=64.4026493985908x_{5} = 64.4026493985908
x6=70.6858347057703x_{6} = 70.6858347057703
x7=36.1283155162826x_{7} = 36.1283155162826
x8=98.9601685880785x_{8} = -98.9601685880785
x9=48.6946861306418x_{9} = 48.6946861306418
x10=58.1194640914112x_{10} = -58.1194640914112
x11=7.85398163397448x_{11} = 7.85398163397448
x12=39.2699081698724x_{12} = 39.2699081698724
x13=95.8185759344887x_{13} = -95.8185759344887
x14=1.5707963267949x_{14} = -1.5707963267949
x15=92.6769832808989x_{15} = -92.6769832808989
x16=23.5619449019235x_{16} = -23.5619449019235
x17=23.5619449019235x_{17} = 23.5619449019235
x18=387.986692718339x_{18} = -387.986692718339
x19=61.261056745001x_{19} = 61.261056745001
x20=29.845130209103x_{20} = 29.845130209103
x21=32.9867228626928x_{21} = -32.9867228626928
x22=51.8362787842316x_{22} = -51.8362787842316
x23=80.1106126665397x_{23} = -80.1106126665397
x24=83.2522053201295x_{24} = -83.2522053201295
x25=67.5442420521806x_{25} = 67.5442420521806
x26=98.9601685880785x_{26} = 98.9601685880785
x27=92.6769832808989x_{27} = 92.6769832808989
x28=39.2699081698724x_{28} = -39.2699081698724
x29=86.3937979737193x_{29} = 86.3937979737193
x30=45.553093477052x_{30} = 45.553093477052
x31=67.5442420521806x_{31} = -67.5442420521806
x32=51.8362787842316x_{32} = 51.8362787842316
x33=76.9690200129499x_{33} = 76.9690200129499
x34=26.7035375555132x_{34} = -26.7035375555132
x35=4.71238898038469x_{35} = -4.71238898038469
x36=95.8185759344887x_{36} = 95.8185759344887
x37=86.3937979737193x_{37} = -86.3937979737193
x38=10.9955742875643x_{38} = -10.9955742875643
x39=83.2522053201295x_{39} = 83.2522053201295
x40=7.85398163397448x_{40} = -7.85398163397448
x41=36.1283155162826x_{41} = -36.1283155162826
x42=17.2787595947439x_{42} = -17.2787595947439
x43=14.1371669411541x_{43} = -14.1371669411541
x44=20.4203522483337x_{44} = 20.4203522483337
x45=54.9778714378214x_{45} = 54.9778714378214
x46=168.075206967054x_{46} = -168.075206967054
x47=70.6858347057703x_{47} = -70.6858347057703
x48=48.6946861306418x_{48} = -48.6946861306418
x49=54.9778714378214x_{49} = -54.9778714378214
x50=45.553093477052x_{50} = -45.553093477052
x51=14.1371669411541x_{51} = 14.1371669411541
x52=73.8274273593601x_{52} = -73.8274273593601
x53=26.7035375555132x_{53} = 26.7035375555132
x54=89.5353906273091x_{54} = 89.5353906273091
x55=10.9955742875643x_{55} = 10.9955742875643
x56=80.1106126665397x_{56} = 80.1106126665397
x57=73.8274273593601x_{57} = 73.8274273593601
x58=58.1194640914112x_{58} = 58.1194640914112
x59=61.261056745001x_{59} = -61.261056745001
x60=1.5707963267949x_{60} = 1.5707963267949
x61=20.4203522483337x_{61} = -20.4203522483337
x62=42.4115008234622x_{62} = -42.4115008234622
x63=32.9867228626928x_{63} = 32.9867228626928
x64=42.4115008234622x_{64} = 42.4115008234622
x65=76.9690200129499x_{65} = -76.9690200129499
x66=64.4026493985908x_{66} = -64.4026493985908
x67=29.845130209103x_{67} = -29.845130209103
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 cos(x).
cos(0)\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)=0- \sin{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=0x_{1} = 0
x2=πx_{2} = \pi
Signos de extremos en los puntos:
(0, 1)

(pi, -1)


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:
x1=πx_{1} = \pi
Puntos máximos de la función:
x1=0x_{1} = 0
Decrece en los intervalos
(,0][π,)\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\pi, \infty\right)
Crece en los intervalos
[0,π]\left[0, \pi\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
cos(x)=0- \cos{\left(x \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}

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
[π2,3π2]\left[\frac{\pi}{2}, \frac{3 \pi}{2}\right]
Convexa en los intervalos
(,π2][3π2,)\left(-\infty, \frac{\pi}{2}\right] \cup \left[\frac{3 \pi}{2}, \infty\right)
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limxcos(x)=1,1\lim_{x \to -\infty} \cos{\left(x \right)} = \left\langle -1, 1\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
y=1,1y = \left\langle -1, 1\right\rangle
limxcos(x)=1,1\lim_{x \to \infty} \cos{\left(x \right)} = \left\langle -1, 1\right\rangle
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=1,1y = \left\langle -1, 1\right\rangle
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función cos(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx(cos(x)x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
limx(cos(x)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\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:
cos(x)=cos(x)\cos{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}
- Sí
cos(x)=cos(x)\cos{\left(x \right)} = - \cos{\left(x \right)}
- No
es decir, función
es
par
Gráfico
Gráfico de la función y = y=cosx