Sr Examen

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Gráfico de la función y = x^4+7x^3+1

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        4      3    
f(x) = x  + 7*x  + 1
$$f{\left(x \right)} = \left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1$$
f = x^4 + 7*x^3 + 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:
$$\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{\frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} + \frac{49}{4}}}{2} - \frac{7}{4} + \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} - \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + \frac{343}{4 \sqrt{\frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} + \frac{49}{4}}} + \frac{49}{2}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} - \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + \frac{343}{4 \sqrt{\frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} + \frac{49}{4}}} + \frac{49}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{\frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}}} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{193713}}{144} + \frac{49}{16}} + \frac{49}{4}}}{2} - \frac{7}{4}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -6.9970808977027$$
$$x_{2} = -0.536848683017408$$
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^4 + 7*x^3 + 1.
$$\left(0^{4} + 7 \cdot 0^{3}\right) + 1$$
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
$$4 x^{3} + 21 x^{2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{21}{4}$$
$$x_{2} = 0$$
Signos de extremos en los puntos:
        -64571  
(-21/4, -------)
          256   

(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:
Puntos mínimos de la función:
$$x_{1} = - \frac{21}{4}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{21}{4}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{21}{4}\right]$$
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
$$6 x \left(2 x + 7\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{7}{2}$$
$$x_{2} = 0$$

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
$$\left(-\infty, - \frac{7}{2}\right] \cup \left[0, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[- \frac{7}{2}, 0\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1\right) = \infty$$
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^4 + 7*x^3 + 1, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1 = x^{4} - 7 x^{3} + 1$$
- No
$$\left(x^{4} + 7 x^{3}\right) + 1 = - x^{4} + 7 x^{3} - 1$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar