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3x^4-8x^3+6x^2-5x+3

Gráfico de la función y = 3x^4-8x^3+6x^2-5x+3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          4      3      2          
f(x) = 3*x  - 8*x  + 6*x  - 5*x + 3
$$f{\left(x \right)} = \left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3$$
f = -5*x + 6*x^2 + 3*x^4 - 8*x^3 + 3
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:
$$\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}} - \frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{8}{9} + \frac{74}{27 \sqrt{\frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{4}{9} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}}}}}{2} + \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{\frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{4}{9} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}}}{2}$$
$$x_{2} = \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}} - \frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{8}{9} + \frac{74}{27 \sqrt{\frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{4}{9} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}}}}}{2} + \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{\frac{4}{27 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}} + \frac{4}{9} + 2 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{275817}}{3888} + \frac{59}{432}}}}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.794094689782651$$
$$x_{2} = 1.94226569818912$$
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
$$12 x^{3} - 24 x^{2} + 12 x - 5 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{9 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}} + \frac{2}{3} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                               3                                                                                 4                                                        2                          
          _______________                                   /         _______________                         \           _______________     /         _______________                         \      /         _______________                         \                           
         /         _____                                    |        /         _____                          |          /         _____      |        /         _____                          |      |        /         _____                          |                           
 2      /   37   \/ 145               1               1     |2      /   37   \/ 145               1           |         /   37   \/ 145       |2      /   37   \/ 145               1           |      |2      /   37   \/ 145               1           |              5            
(- + 3 /   --- + -------  + ----------------------, - - - 8*|- + 3 /   --- + -------  + ----------------------|  - 5*3 /   --- + -------  + 3*|- + 3 /   --- + -------  + ----------------------|  + 6*|- + 3 /   --- + -------  + ----------------------|  - ----------------------)
 3   \/    216      72             _______________    3     |3   \/    216      72             _______________|      \/    216      72        |3   \/    216      72             _______________|      |3   \/    216      72             _______________|           _______________ 
                                  /         _____           |                                 /         _____ |                               |                                 /         _____ |      |                                 /         _____ |          /         _____  
                                 /   37   \/ 145            |                                /   37   \/ 145  |                               |                                /   37   \/ 145  |      |                                /   37   \/ 145  |         /   37   \/ 145   
                            9*3 /   --- + -------           |                           9*3 /   --- + ------- |                               |                           9*3 /   --- + ------- |      |                           9*3 /   --- + ------- |    9*3 /   --- + -------  
                              \/    216      72             \                             \/    216      72   /                               \                             \/    216      72   /      \                             \/    216      72   /      \/    216      72    


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:
$$x_{1} = \frac{1}{9 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}} + \frac{2}{3} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{1}{9 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}} + \frac{2}{3} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{1}{9 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}} + \frac{2}{3} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{145}}{72} + \frac{37}{216}}\right]$$
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
$$12 \left(3 x^{2} - 4 x + 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{3}$$
$$x_{2} = 1$$

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
$$\left(-\infty, \frac{1}{3}\right] \cup \left[1, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[\frac{1}{3}, 1\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3\right) = \infty$$
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 3*x^4 - 8*x^3 + 6*x^2 - 5*x + 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3 = 3 x^{4} + 8 x^{3} + 6 x^{2} + 5 x + 3$$
- No
$$\left(- 5 x + \left(6 x^{2} + \left(3 x^{4} - 8 x^{3}\right)\right)\right) + 3 = - 3 x^{4} - 8 x^{3} - 6 x^{2} - 5 x - 3$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = 3x^4-8x^3+6x^2-5x+3