Sr Examen

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Gráfico de la función y = 200000-((x)/(((x-500000)/1000000)^2-1))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                        x        
f(x) = 200000 - -----------------
                            2    
                /x - 500000\     
                |----------|  - 1
                \ 1000000  /     
$$f{\left(x \right)} = - \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000$$
f = -x/(((x - 500000)/1000000)^2 - 1) + 200000
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -500000$$
$$x_{2} = 1500000$$
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:
$$- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 3000000 - 500000 \sqrt{39}$$
$$x_{2} = 3000000 + 500000 \sqrt{39}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -122498.999199199$$
$$x_{2} = 6122498.9991992$$
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 200000 - x/(((x - 500000)/1000000)^2 - 1).
$$- \frac{0}{-1 + \left(- \frac{500000}{1000000}\right)^{2}} + 200000$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 200000$$
Punto:
(0, 200000)
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
$$- \frac{x \left(\frac{1}{1000000} - \frac{x}{500000000000}\right)}{\left(\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1\right)^{2}} - \frac{1}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} = 0$$
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
$$\frac{2000000000000 \left(- \frac{4 x \left(x - 500000\right)^{2}}{\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000} + 3 x - 1000000\right)}{\left(\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - 500000 \sqrt[3]{3} + 500000 \cdot 3^{\frac{2}{3}}$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = -500000$$
$$x_{2} = 1500000$$

$$\lim_{x \to -500000^-}\left(\frac{2000000000000 \left(- \frac{4 x \left(x - 500000\right)^{2}}{\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000} + 3 x - 1000000\right)}{\left(\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000\right)^{2}}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to -500000^+}\left(\frac{2000000000000 \left(- \frac{4 x \left(x - 500000\right)^{2}}{\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000} + 3 x - 1000000\right)}{\left(\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000\right)^{2}}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = -500000$$
- es el punto de flexión
$$\lim_{x \to 1500000^-}\left(\frac{2000000000000 \left(- \frac{4 x \left(x - 500000\right)^{2}}{\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000} + 3 x - 1000000\right)}{\left(\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000\right)^{2}}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to 1500000^+}\left(\frac{2000000000000 \left(- \frac{4 x \left(x - 500000\right)^{2}}{\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000} + 3 x - 1000000\right)}{\left(\left(x - 500000\right)^{2} - 1000000000000\right)^{2}}\right) = -\infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{2} = 1500000$$
- 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:
No tiene corvaduras en todo el eje numérico
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -500000$$
$$x_{2} = 1500000$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000\right) = 200000$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 200000$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000\right) = 200000$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = 200000$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función 200000 - x/(((x - 500000)/1000000)^2 - 1), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000}{x}\right) = 0$$
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:
$$- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000 = \frac{x}{\left(- \frac{x}{1000000} - \frac{1}{2}\right)^{2} - 1} + 200000$$
- No
$$- \frac{x}{\left(\frac{x - 500000}{1000000}\right)^{2} - 1} + 200000 = - \frac{x}{\left(- \frac{x}{1000000} - \frac{1}{2}\right)^{2} - 1} - 200000$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar