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Gráfico de la función y = 50*exp(5*x)/13+(cos(x*sqrt(3)/2)+sin(x*sqrt(3)/2))*exp(3*x/2)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                                                3*x
           5*x   /   /    ___\      /    ___\\  ---
       50*e      |   |x*\/ 3 |      |x*\/ 3 ||   2 
f(x) = ------- + |cos|-------| + sin|-------||*e   
          13     \   \   2   /      \   2   //     
$$f{\left(x \right)} = \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13}$$
f = (sin((sqrt(3)*x)/2) + cos((sqrt(3)*x)/2))*exp((3*x)/2) + (50*exp(5*x))/13
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:
$$\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -33.555288238333$$
$$x_{2} = -19.0448933244593$$
$$x_{3} = -48.0656831522068$$
$$x_{4} = -69.8312755230174$$
$$x_{5} = -22.6724920529277$$
$$x_{6} = -87.9692691653596$$
$$x_{7} = -40.8104856952699$$
$$x_{8} = -51.6932818806752$$
$$x_{9} = -106.107262807702$$
$$x_{10} = -29.9276895098646$$
$$x_{11} = -91.596867893828$$
$$x_{12} = -37.1828869668015$$
$$x_{13} = -73.4588742514858$$
$$x_{14} = -11.7896958675224$$
$$x_{15} = -4.53449800841996$$
$$x_{16} = -62.5760780660805$$
$$x_{17} = -8.16209713905521$$
$$x_{18} = -1.00137935293629$$
$$x_{19} = -84.3416704368911$$
$$x_{20} = -77.0864729799543$$
$$x_{21} = -55.3208806091436$$
$$x_{22} = -58.9484793376121$$
$$x_{23} = -98.8520653507649$$
$$x_{24} = -80.7140717084227$$
$$x_{25} = -44.4380844237383$$
$$x_{26} = -15.4172945959909$$
$$x_{27} = -66.203676794549$$
$$x_{28} = -26.3000907813962$$
$$x_{29} = -95.2244666222964$$
$$x_{30} = -102.479664079233$$
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 (50*exp(5*x))/13 + (cos((x*sqrt(3))/2) + sin((x*sqrt(3))/2))*exp((3*x)/2).
$$\left(\sin{\left(\frac{0 \sqrt{3}}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{0 \sqrt{3}}{2} \right)}\right) e^{\frac{0 \cdot 3}{2}} + \frac{50 e^{0 \cdot 5}}{13}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{63}{13}$$
Punto:
(0, 63/13)
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
$$\left(- \frac{\sqrt{3} \sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}}{2} + \frac{\sqrt{3} \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}}{2}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{3 \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}}}{2} + \frac{250 e^{5 x}}{13} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -45.0426842118164$$
$$x_{2} = -1.55126492524707$$
$$x_{3} = -59.5530791256902$$
$$x_{4} = -34.1598880264111$$
$$x_{5} = -19.6494931125374$$
$$x_{6} = -55.9254803972217$$
$$x_{7} = -41.415085483348$$
$$x_{8} = -70.4358753110955$$
$$x_{9} = -26.9046905694742$$
$$x_{10} = -8.76669692713248$$
$$x_{11} = -37.7874867548795$$
$$x_{12} = -52.2978816687533$$
$$x_{13} = -16.0218943840689$$
$$x_{14} = -48.6702829402848$$
$$x_{15} = -63.1806778541586$$
$$x_{16} = -77.6910727680323$$
$$x_{17} = -88.5738689534376$$
$$x_{18} = -30.5322892979427$$
$$x_{19} = -66.808276582627$$
$$x_{20} = -81.3186714965008$$
$$x_{21} = -84.9462702249692$$
$$x_{22} = -95.8290664103745$$
$$x_{23} = -92.2014676819061$$
$$x_{24} = -12.3942956556005$$
$$x_{25} = -23.2770918410058$$
$$x_{26} = -74.0634740395639$$
$$x_{27} = -5.13909805876815$$
$$x_{28} = -1.55126492524707$$
$$x_{29} = -99.456665138843$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-45.04268421181641, 5.97146148499246e-98 + 4.54272236449035e-30*cos\22.5213421059082*\/ 3 / - 4.54272236449035e-30*sin\22.5213421059082*\/ 3 /)

                                                                 /                    ___\                         /                    ___\ 
(-1.5512649252470678, 0.0016462571227433 + 0.0975980868335382*cos\0.775632462623534*\/ 3 / - 0.0975980868335382*sin\0.775632462623534*\/ 3 /)

                                                                      /                   ___\                           /                   ___\ 
(-59.553079125690154, 1.84994334768378e-129 + 1.60191523975975e-39*cos\29.7765395628451*\/ 3 / - 1.60191523975975e-39*sin\29.7765395628451*\/ 3 /)

                                                                   /                   ___\                           /                   ___\ 
(-34.1598880264111, 2.55724471957957e-74 + 5.58243521275156e-23*cos\17.0799440132056*\/ 3 / - 5.58243521275156e-23*sin\17.0799440132056*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-19.64949311253736, 8.25457080606736e-43 + 1.58307085542729e-13*cos\9.82474655626868*\/ 3 / - 1.58307085542729e-13*sin\9.82474655626868*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-55.92548039722172, 1.39440515777508e-121 + 3.69665310825325e-37*cos\27.9627401986109*\/ 3 / - 3.69665310825325e-37*sin\27.9627401986109*\/ 3 /)

                                                                    /                  ___\                           /                  ___\ 
(-41.41508548334797, 4.50102253377303e-90 + 1.04829945628979e-27*cos\20.707542741674*\/ 3 / - 1.04829945628979e-27*sin\20.707542741674*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-70.43587531109546, 4.31983117045138e-153 + 1.30356303447142e-46*cos\35.2179376555477*\/ 3 / - 1.30356303447142e-46*sin\35.2179376555477*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-26.90469056947423, 1.45289220543754e-58 + 2.97277488007721e-18*cos\13.4523452847371*\/ 3 / - 2.97277488007721e-18*sin\13.4523452847371*\/ 3 /)

                                                                  /                   ___\                          /                   ___\ 
(-8.76669692713248, 3.53497341634334e-19 + 1.94539524508316e-6*cos\4.38334846356624*\/ 3 / - 1.94539524508316e-6*sin\4.38334846356624*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-37.78748675487954, 3.39267094001173e-82 + 2.41910392465898e-25*cos\18.8937433774398*\/ 3 / - 2.41910392465898e-25*sin\18.8937433774398*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-52.297881668753284, 1.0510406961727e-113 + 8.53056632684755e-35*cos\26.1489408343766*\/ 3 / - 8.53056632684755e-35*sin\26.1489408343766*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-16.021894384068926, 6.2219289696685e-35 + 3.65316694232717e-11*cos\8.01094719203446*\/ 3 / - 3.65316694232717e-11*sin\8.01094719203446*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-48.67028294028484, 7.92227810440604e-106 + 1.96855262654415e-32*cos\24.3351414701424*\/ 3 / - 1.96855262654415e-32*sin\24.3351414701424*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-63.18067785415859, 2.4543012986988e-137 + 6.94177235522953e-42*cos\31.5903389270793*\/ 3 / - 6.94177235522953e-42*sin\31.5903389270793*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-77.69107276803233, 7.60336204487072e-169 + 2.44790018727739e-51*cos\38.8455363840162*\/ 3 / - 2.44790018727739e-51*sin\38.8455363840162*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-88.57386895343764, 1.77547276800565e-192 + 1.99198566628844e-58*cos\44.2869344767188*\/ 3 / - 1.99198566628844e-58*sin\44.2869344767188*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-30.53228929794267, 1.92753752764333e-66 + 1.28822836368892e-20*cos\15.2661446489713*\/ 3 / - 1.28822836368892e-20*sin\15.2661446489713*\/ 3 /)

                                                                   /                   ___\                          /                   ___\ 
(-66.80827658262703, 3.2560969352581e-145 + 3.0081618699785e-44*cos\33.4041382913135*\/ 3 / - 3.0081618699785e-44*sin\33.4041382913135*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-81.31867149650077, 1.00873042218113e-176 + 1.06077808779394e-53*cos\40.6593357482504*\/ 3 / - 1.06077808779394e-53*sin\40.6593357482504*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-84.9462702249692, 1.33827254131639e-184 + 4.59679752218699e-56*cos\42.4731351124846*\/ 3 / - 4.59679752218699e-56*sin\42.4731351124846*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-95.82906641037451, 3.12502079902932e-208 + 3.74065692000739e-63*cos\47.9145332051873*\/ 3 / - 3.74065692000739e-63*sin\47.9145332051873*\/ 3 /)

                                                                     /                  ___\                           /                  ___\ 
(-92.20146768190608, 2.35550192700562e-200 + 8.63211154188671e-61*cos\46.100733840953*\/ 3 / - 8.63211154188671e-61*sin\46.100733840953*\/ 3 /)

                                                                   /                   ___\                         /                   ___\ 
(-12.394295655600489, 4.68981380293523e-27 + 8.4302156550724e-9*cos\6.19714782780024*\/ 3 / - 8.4302156550724e-9*sin\6.19714782780024*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-23.277091841005795, 1.09512563586866e-50 + 6.86011171366517e-16*cos\11.6385459205029*\/ 3 / - 6.86011171366517e-16*sin\11.6385459205029*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-74.0634740395639, 5.73107671922613e-161 + 5.64888678963429e-49*cos\37.0317370197819*\/ 3 / - 5.64888678963429e-49*sin\37.0317370197819*\/ 3 /)

                                                                    /                   ___\                           /                   ___\ 
(-5.139098058768148, 2.66450787175909e-11 + 0.000448928427054496*cos\2.56954902938407*\/ 3 / - 0.000448928427054496*sin\2.56954902938407*\/ 3 /)

                                                                  /                    ___\                         /                    ___\ 
(-1.5512649252470674, 0.00164625712274331 + 0.0975980868335382*cos\0.775632462623534*\/ 3 / - 0.0975980868335382*sin\0.775632462623534*\/ 3 /)

                                                                     /                   ___\                           /                   ___\ 
(-99.45666513884295, 4.14593377419955e-216 + 1.62098394179703e-65*cos\49.7283325694215*\/ 3 / - 1.62098394179703e-65*sin\49.7283325694215*\/ 3 /)


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:
$$x_{1} = -45.0426842118164$$
$$x_{2} = -1.55126492524707$$
$$x_{3} = -59.5530791256902$$
$$x_{4} = -8.76669692713248$$
$$x_{5} = -37.7874867548795$$
$$x_{6} = -52.2978816687533$$
$$x_{7} = -16.0218943840689$$
$$x_{8} = -88.5738689534376$$
$$x_{9} = -30.5322892979427$$
$$x_{10} = -66.808276582627$$
$$x_{11} = -81.3186714965008$$
$$x_{12} = -95.8290664103745$$
$$x_{13} = -23.2770918410058$$
$$x_{14} = -74.0634740395639$$
$$x_{15} = -1.55126492524707$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{15} = -34.1598880264111$$
$$x_{15} = -19.6494931125374$$
$$x_{15} = -55.9254803972217$$
$$x_{15} = -41.415085483348$$
$$x_{15} = -70.4358753110955$$
$$x_{15} = -26.9046905694742$$
$$x_{15} = -48.6702829402848$$
$$x_{15} = -63.1806778541586$$
$$x_{15} = -77.6910727680323$$
$$x_{15} = -84.9462702249692$$
$$x_{15} = -92.2014676819061$$
$$x_{15} = -12.3942956556005$$
$$x_{15} = -5.13909805876815$$
$$x_{15} = -99.456665138843$$
Decrece en los intervalos
$$\left[-1.55126492524707, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -95.8290664103745\right]$$
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
$$\frac{- 39 \sqrt{3} \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} - \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + 39 \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + 2500 e^{5 x}}{26} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -9.37129671521027$$
$$x_{2} = -31.1368890860207$$
$$x_{3} = -16.626494172147$$
$$x_{4} = -20.2540929006154$$
$$x_{5} = -100.061264926921$$
$$x_{6} = -23.8816916290839$$
$$x_{7} = -56.5300801852998$$
$$x_{8} = -5.74369793807827$$
$$x_{9} = -12.9988954436786$$
$$x_{10} = -45.6472839998945$$
$$x_{11} = -52.9024814568314$$
$$x_{12} = -78.2956725561104$$
$$x_{13} = -67.4128763707051$$
$$x_{14} = -49.2748827283629$$
$$x_{15} = -38.3920865429576$$
$$x_{16} = -89.1784687415157$$
$$x_{17} = -60.1576789137682$$
$$x_{18} = -34.7644878144892$$
$$x_{19} = -85.5508700130473$$
$$x_{20} = -96.4336661984526$$
$$x_{21} = -81.9232712845788$$
$$x_{22} = -42.019685271426$$
$$x_{23} = -2.13117770509498$$
$$x_{24} = -71.0404750991735$$
$$x_{25} = -92.8060674699841$$
$$x_{26} = -74.668073827642$$
$$x_{27} = -63.7852776422367$$
$$x_{28} = -27.5092903575523$$

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
$$\left[-2.13117770509498, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -96.4336661984526\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = 0$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13}\right) = \infty$$
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 (50*exp(5*x))/13 + (cos((x*sqrt(3))/2) + sin((x*sqrt(3))/2))*exp((3*x)/2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13} = \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{- \frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{- 5 x}}{13}$$
- No
$$\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{\frac{3 x}{2}} + \frac{50 e^{5 x}}{13} = - \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} x}{2} \right)}\right) e^{- \frac{3 x}{2}} - \frac{50 e^{- 5 x}}{13}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar