Sr Examen

Gráfico de la función y = y=lg(x²-1)+log4(x+2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          / 2    \   log(x + 2)
f(x) = log\x  - 1/ + ----------
                       log(4)  
$$f{\left(x \right)} = \frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}$$
f = log(x + 2)/log(4) + log(x^2 - 1)
Gráfico de la función
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:
$$\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 - 1) + log(x + 2)/log(4).
$$\frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(-1 + 0^{2} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{\log{\left(2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + i \pi$$
Punto:
(0, pi*i + log(2)/log(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
$$\frac{2 x}{x^{2} - 1} + \frac{1}{\left(x + 2\right) \log{\left(4 \right)}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{- \log{\left(16 \right)} + \sqrt{1 + \log{\left(16 \right)} + 16 \log{\left(2 \right)}^{2}}}{1 + \log{\left(16 \right)}}$$
$$x_{2} = - \frac{\log{\left(16 \right)} + \sqrt{1 + \log{\left(16 \right)} + 16 \log{\left(2 \right)}^{2}}}{1 + \log{\left(16 \right)}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                    /       __________________________          \                                                       
                                                    |      /           2                        |      /                                             2\ 
    __________________________                      |    \/  1 + 16*log (2) + log(16)  - log(16)|      |    /   __________________________          \ | 
   /           2                                 log|2 + ---------------------------------------|      |    |  /           2                        | | 
 \/  1 + 16*log (2) + log(16)  - log(16)            \                  1 + log(16)              /      |    \\/  1 + 16*log (2) + log(16)  - log(16)/ | 
(---------------------------------------, pi*I + ------------------------------------------------ + log|1 - ------------------------------------------|)
               1 + log(16)                                            log(4)                           |                               2              | 
                                                                                                       \                  (1 + log(16))               / 

                                                 /       __________________________          \                                                        
                                                 |      /           2                        |      /                                              2\ 
  /   __________________________          \      |    \/  1 + 16*log (2) + log(16)  + log(16)|      |     /   __________________________          \ | 
  |  /           2                        |   log|2 - ---------------------------------------|      |     |  /           2                        | | 
 -\\/  1 + 16*log (2) + log(16)  + log(16)/      \                  1 + log(16)              /      |     \\/  1 + 16*log (2) + log(16)  + log(16)/ | 
(-------------------------------------------, ------------------------------------------------ + log|-1 + ------------------------------------------|)
                 1 + log(16)                                       log(4)                           |                                2              | 
                                                                                                    \                   (1 + log(16))               / 


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:
$$x_{2} = - \frac{\log{\left(16 \right)} + \sqrt{1 + \log{\left(16 \right)} + 16 \log{\left(2 \right)}^{2}}}{1 + \log{\left(16 \right)}}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\log{\left(16 \right)} + \sqrt{1 + \log{\left(16 \right)} + 16 \log{\left(2 \right)}^{2}}}{1 + \log{\left(16 \right)}}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\log{\left(16 \right)} + \sqrt{1 + \log{\left(16 \right)} + 16 \log{\left(2 \right)}^{2}}}{1 + \log{\left(16 \right)}}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}\right) = \infty$$
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 log(x^2 - 1) + log(x + 2)/log(4), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{x}\right) = 0$$
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:
$$\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)} = \frac{\log{\left(2 - x \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}$$
- No
$$\frac{\log{\left(x + 2 \right)}}{\log{\left(4 \right)}} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)} = - \frac{\log{\left(2 - x \right)}}{\log{\left(4 \right)}} - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = y=lg(x²-1)+log4(x+2)