Sr Examen

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Gráfico de la función y = (-x^2)/2+2x+8/(x-2)+5

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         2                   
       -x             8      
f(x) = ---- + 2*x + ----- + 5
        2           x - 2    
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5$$
f = 2*x + (-x^2)/2 + 8/(x - 2) + 5
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:
$$\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 2 + \frac{14}{3 \sqrt[3]{8 + \frac{2 \sqrt{762} i}{9}}} + \sqrt[3]{8 + \frac{2 \sqrt{762} i}{9}}$$
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^2)/2 + 2*x + 8/(x - 2) + 5.
$$\left(\frac{8}{-2} + \left(\frac{\left(-1\right) 0^{2}}{2} + 0 \cdot 2\right)\right) + 5$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 1$$
Punto:
(0, 1)
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
$$- x + 2 - \frac{8}{\left(x - 2\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
(0, 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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = 0$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
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
$$-1 + \frac{16}{\left(x - 2\right)^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 2 + 2 \sqrt[3]{2}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 2$$

$$\lim_{x \to 2^-}\left(-1 + \frac{16}{\left(x - 2\right)^{3}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 2^+}\left(-1 + \frac{16}{\left(x - 2\right)^{3}}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 2$$
- 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
$$\left(-\infty, 2 + 2 \sqrt[3]{2}\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[2 + 2 \sqrt[3]{2}, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 2$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5\right) = -\infty$$
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^2)/2 + 2*x + 8/(x - 2) + 5, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la derecha
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:
$$\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5 = - 2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2} + 5 + \frac{8}{- x - 2}$$
- No
$$\left(\left(2 x + \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2}\right) + \frac{8}{x - 2}\right) + 5 = 2 x - \frac{\left(-1\right) x^{2}}{2} - 5 - \frac{8}{- x - 2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar