Sr Examen

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Gráfico de la función y = atan(sqrt(2*tan(x))/1-tan(x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           /  __________         \
           |\/ 2*tan(x)          |
f(x) = atan|------------ - tan(x)|
           \     1               /
$$f{\left(x \right)} = \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)}$$
f = atan(sqrt(2*tan(x))/1 - tan(x))
Gráfico de la función
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 atan(sqrt(2*tan(x))/1 - tan(x)).
$$\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(0 \right)}}}{1} - \tan{\left(0 \right)} \right)}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$\frac{\frac{\sqrt{2} \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{2 \sqrt{\tan{\left(x \right)}}} - \tan^{2}{\left(x \right)} - 1}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)}\right)^{2} + 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}$$
Signos de extremos en los puntos:
(atan(1/2), atan(1/2))


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:
$$x_{1} = \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[\operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}, \infty\right)$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \lim_{x \to -\infty} \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)}$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty} \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)}$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función atan(sqrt(2*tan(x))/1 - tan(x)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)}}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)}}{x}\right)$$
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:
$$\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)} = \operatorname{atan}{\left(\sqrt{2} \sqrt{- \tan{\left(x \right)}} + \tan{\left(x \right)} \right)}$$
- No
$$\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{2 \tan{\left(x \right)}}}{1} - \tan{\left(x \right)} \right)} = - \operatorname{atan}{\left(\sqrt{2} \sqrt{- \tan{\left(x \right)}} + \tan{\left(x \right)} \right)}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar