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x^4-2x^3+6x-4

Gráfico de la función y = x^4-2x^3+6x-4

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        4      3          
f(x) = x  - 2*x  + 6*x - 4
$$f{\left(x \right)} = \left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4$$
f = 6*x + x^4 - 2*x^3 - 4
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:
$$\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{- \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}}}{2} + \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 2 + \frac{10}{\sqrt{- \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}}}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}} + \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 2 + \frac{10}{\sqrt{- \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}}}}}{2} - \frac{\sqrt{- \frac{2}{3 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}} + 1 + 2 \sqrt[3]{\frac{5}{4} + \frac{\sqrt{2073}}{36}}}}{2} + \frac{1}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1.55343040042452$$
$$x_{2} = 0.756351042296715$$
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 - 2*x^3 + 6*x - 4.
$$-4 + \left(\left(0^{4} - 2 \cdot 0^{3}\right) + 0 \cdot 6\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -4$$
Punto:
(0, -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
$$4 x^{3} - 6 x^{2} + 6 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}}{3} - \frac{3}{4 \sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}} + \frac{1}{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                                4                                                                                    3                           
                                    ________________       /                                   ________________\                                /                                   ________________\                            
                                   /            ___        |                                  /            ___ |                                |                                  /            ___ |                            
                                  /  135   27*\/ 6         |                                 /  135   27*\/ 6  |           ________________     |                                 /  135   27*\/ 6  |                            
                               3 /   --- + --------        |                              3 /   --- + -------- |          /            ___      |                              3 /   --- + -------- |                            
 1              3              \/     8       4            |1              3              \/     8       4     |         /  135   27*\/ 6       |1              3              \/     8       4     |               9            
(- - ----------------------- - ---------------------, -1 + |- - ----------------------- - ---------------------|  - 2*3 /   --- + --------  - 2*|- - ----------------------- - ---------------------|  - -----------------------)
 2          ________________             3                 |2          ________________             3          |      \/     8       4          |2          ________________             3          |           ________________ 
           /            ___                                |          /            ___                         |                                |          /            ___                         |          /            ___  
          /  135   27*\/ 6                                 |         /  135   27*\/ 6                          |                                |         /  135   27*\/ 6                          |         /  135   27*\/ 6   
     4*3 /   --- + --------                                |    4*3 /   --- + --------                         |                                |    4*3 /   --- + --------                         |    2*3 /   --- + --------  
       \/     8       4                                    \      \/     8       4                             /                                \      \/     8       4                             /      \/     8       4      


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:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}}{3} - \frac{3}{4 \sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}} + \frac{1}{2}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}}{3} - \frac{3}{4 \sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}} + \frac{1}{2}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}}{3} - \frac{3}{4 \sqrt[3]{\frac{27 \sqrt{6}}{4} + \frac{135}{8}}} + \frac{1}{2}\right]$$
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
$$12 x \left(x - 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 1$$

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
$$\left(-\infty, 0\right] \cup \left[1, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, 1\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4\right) = \infty$$
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 - 2*x^3 + 6*x - 4, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = x^{4} + 2 x^{3} - 6 x - 4$$
- No
$$\left(6 x + \left(x^{4} - 2 x^{3}\right)\right) - 4 = - x^{4} - 2 x^{3} + 6 x + 4$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = x^4-2x^3+6x-4