Sr Examen

Otras calculadoras


(1-6*exp(-2*x)*sin(x)/5+2*cos(x)*exp(-2*x)/5)*exp(2*x)

Gráfico de la función y = (1-6*exp(-2*x)*sin(x)/5+2*cos(x)*exp(-2*x)/5)*exp(2*x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       /       -2*x                    -2*x\     
       |    6*e    *sin(x)   2*cos(x)*e    |  2*x
f(x) = |1 - -------------- + --------------|*e   
       \          5                5       /     
$$f{\left(x \right)} = \left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x}$$
f = ((exp(-2*x)*(2*cos(x)))/5 - (6*exp(-2*x))*sin(x)/5 + 1)*exp(2*x)
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:
$$\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -12.2446200599442$$
$$x_{2} = -18.5278053671421$$
$$x_{3} = -53.0853245566298$$
$$x_{4} = -87.6428437461176$$
$$x_{5} = -9.10302741617104$$
$$x_{6} = -34.2357686350911$$
$$x_{7} = -2.8226361222719$$
$$x_{8} = -31.0941759815013$$
$$x_{9} = -75.0764731317584$$
$$x_{10} = -93.9260290532972$$
$$x_{11} = -65.651695170989$$
$$x_{12} = -71.9348804781686$$
$$x_{13} = -78.2180657853482$$
$$x_{14} = -62.5101025173992$$
$$x_{15} = -100.209214360477$$
$$x_{16} = -43.6605465958605$$
$$x_{17} = -56.2269172102196$$
$$x_{18} = -81.359658438938$$
$$x_{19} = -97.067621706887$$
$$x_{20} = -24.8109906743217$$
$$x_{21} = -68.7932878245788$$
$$x_{22} = -5.96142950581838$$
$$x_{23} = -15.3862127135524$$
$$x_{24} = -84.5012510925278$$
$$x_{25} = -46.8021392494503$$
$$x_{26} = -21.6693980207319$$
$$x_{27} = -40.5189539422707$$
$$x_{28} = -219.589735196889$$
$$x_{29} = -37.3773612886809$$
$$x_{30} = -59.3685098638094$$
$$x_{31} = -90.7844363997074$$
$$x_{32} = -27.9525833279115$$
$$x_{33} = -49.9437319030401$$
$$x_{34} = -109.633992321246$$
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 (1 - (6*exp(-2*x))*sin(x)/5 + ((2*cos(x))*exp(-2*x))/5)*exp(2*x).
$$\left(\frac{e^{- 0} \cdot 2 \cos{\left(0 \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 0} \sin{\left(0 \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{0 \cdot 2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{7}{5}$$
Punto:
(0, 7/5)
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
$$2 \left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x} + \left(2 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)} - 2 e^{- 2 x} \cos{\left(x \right)}\right) e^{2 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -7.53223062609839$$
$$x_{2} = -76.6472694585533$$
$$x_{3} = -86.0720474193227$$
$$x_{4} = -4.39088114237964$$
$$x_{5} = -73.5056768049635$$
$$x_{6} = -13.8154163867558$$
$$x_{7} = -48.3729355762452$$
$$x_{8} = -60.9393061906043$$
$$x_{9} = -10.6738237340145$$
$$x_{10} = -1.05689769016997$$
$$x_{11} = -16.9570090403472$$
$$x_{12} = -35.806564961886$$
$$x_{13} = -51.5145282298349$$
$$x_{14} = -98.6384180336818$$
$$x_{15} = -20.098601693937$$
$$x_{16} = -0.352584426420149$$
$$x_{17} = -70.3640841513737$$
$$x_{18} = -54.6561208834247$$
$$x_{19} = -67.2224914977839$$
$$x_{20} = -82.9304547657329$$
$$x_{21} = -42.0897502690656$$
$$x_{22} = -32.6649723082962$$
$$x_{23} = -89.2136400729125$$
$$x_{24} = -38.9481576154758$$
$$x_{25} = -26.3817870011166$$
$$x_{26} = -57.7977135370145$$
$$x_{27} = -64.0808988441941$$
$$x_{28} = -92.3552327265023$$
$$x_{29} = -79.7888621121431$$
$$x_{30} = -45.2313429226554$$
$$x_{31} = -23.2401943475268$$
$$x_{32} = -95.496825380092$$
$$x_{33} = -29.5233796547064$$
Signos de extremos en los puntos:
(-7.532230626098393, 1.26491135087281)

(-76.6472694585533, 1.26491106406735)

(-86.07204741932267, -1.26491106406735)

(-4.390881142379643, -1.26475751948553)

(-73.5056768049635, -1.26491106406735)

(-13.815416386755846, 1.26491106406835)

(-48.372935576245155, -1.26491106406735)

(-60.93930619060433, -1.26491106406735)

(-10.67382373401448, -1.26491106353176)

(-1.0568976901699663, 1.36241069617632)

(-16.957009040347224, -1.26491106406735)

(-35.80656496188598, -1.26491106406735)

(-51.514528229834944, 1.26491106406735)

(-98.63841803368184, -1.26491106406735)

(-20.098601693937013, 1.26491106406735)

(-0.3525844264201486, 1.28380778178455)

(-70.3640841513737, 1.26491106406735)

(-54.65612088342474, -1.26491106406735)

(-67.2224914977839, -1.26491106406735)

(-82.93045476573288, 1.26491106406735)

(-42.08975026906557, -1.26491106406735)

(-32.664972308296186, 1.26491106406735)

(-89.21364007291247, 1.26491106406735)

(-38.94815761547577, 1.26491106406735)

(-26.3817870011166, 1.26491106406735)

(-57.79771353701453, 1.26491106406735)

(-64.08089884419412, 1.26491106406735)

(-92.35523272650225, -1.26491106406735)

(-79.78886211214308, -1.26491106406735)

(-45.23134292265536, 1.26491106406735)

(-23.240194347526806, -1.26491106406735)

(-95.49682538009205, 1.26491106406735)

(-29.523379654706392, -1.26491106406735)


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:
$$x_{1} = -86.0720474193227$$
$$x_{2} = -4.39088114237964$$
$$x_{3} = -73.5056768049635$$
$$x_{4} = -48.3729355762452$$
$$x_{5} = -60.9393061906043$$
$$x_{6} = -10.6738237340145$$
$$x_{7} = -16.9570090403472$$
$$x_{8} = -35.806564961886$$
$$x_{9} = -98.6384180336818$$
$$x_{10} = -0.352584426420149$$
$$x_{11} = -54.6561208834247$$
$$x_{12} = -67.2224914977839$$
$$x_{13} = -42.0897502690656$$
$$x_{14} = -92.3552327265023$$
$$x_{15} = -79.7888621121431$$
$$x_{16} = -23.2401943475268$$
$$x_{17} = -29.5233796547064$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{17} = -7.53223062609839$$
$$x_{17} = -76.6472694585533$$
$$x_{17} = -13.8154163867558$$
$$x_{17} = -1.05689769016997$$
$$x_{17} = -51.5145282298349$$
$$x_{17} = -20.098601693937$$
$$x_{17} = -70.3640841513737$$
$$x_{17} = -82.9304547657329$$
$$x_{17} = -32.6649723082962$$
$$x_{17} = -89.2136400729125$$
$$x_{17} = -38.9481576154758$$
$$x_{17} = -26.3817870011166$$
$$x_{17} = -57.7977135370145$$
$$x_{17} = -64.0808988441941$$
$$x_{17} = -45.2313429226554$$
$$x_{17} = -95.496825380092$$
Decrece en los intervalos
$$\left[-0.352584426420149, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, -98.6384180336818\right]$$
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
$$2 \left(\frac{2 \left(5 - 6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)} + 2 e^{- 2 x} \cos{\left(x \right)}\right) e^{2 x}}{5} + 3 \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -5.96145573954006$$
$$x_{2} = -18.5278053671421$$
$$x_{3} = -53.0853245566298$$
$$x_{4} = -87.6428437461176$$
$$x_{5} = -34.2357686350911$$
$$x_{6} = -9.10302736717952$$
$$x_{7} = -31.0941759815013$$
$$x_{8} = -75.0764731317584$$
$$x_{9} = -93.9260290532972$$
$$x_{10} = -65.651695170989$$
$$x_{11} = -15.3862127135522$$
$$x_{12} = -71.9348804781686$$
$$x_{13} = -78.2180657853482$$
$$x_{14} = -62.5101025173992$$
$$x_{15} = -100.209214360477$$
$$x_{16} = -43.6605465958605$$
$$x_{17} = -56.2269172102196$$
$$x_{18} = -81.359658438938$$
$$x_{19} = -97.067621706887$$
$$x_{20} = -24.8109906743217$$
$$x_{21} = -68.7932878245788$$
$$x_{22} = -84.5012510925278$$
$$x_{23} = -46.8021392494503$$
$$x_{24} = -21.6693980207319$$
$$x_{25} = -0.665950401177449$$
$$x_{26} = -40.5189539422707$$
$$x_{27} = -12.2446200600357$$
$$x_{28} = -37.3773612886809$$
$$x_{29} = -219.589735196889$$
$$x_{30} = -59.3685098638094$$
$$x_{31} = -90.7844363997074$$
$$x_{32} = -2.8083416444192$$
$$x_{33} = -27.9525833279115$$
$$x_{34} = -49.9437319030401$$
$$x_{35} = -109.633992321246$$

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
$$\left[-0.665950401177449, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -219.589735196889\right]$$
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:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x}\right)$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x}\right) = \infty$$
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 (1 - (6*exp(-2*x))*sin(x)/5 + ((2*cos(x))*exp(-2*x))/5)*exp(2*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:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x}}{x}\right)$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x} = \left(\frac{6 e^{2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + \frac{2 e^{2 x} \cos{\left(x \right)}}{5} + 1\right) e^{- 2 x}$$
- No
$$\left(\frac{e^{- 2 x} 2 \cos{\left(x \right)}}{5} + \left(- \frac{6 e^{- 2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + 1\right)\right) e^{2 x} = - \left(\frac{6 e^{2 x} \sin{\left(x \right)}}{5} + \frac{2 e^{2 x} \cos{\left(x \right)}}{5} + 1\right) e^{- 2 x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = (1-6*exp(-2*x)*sin(x)/5+2*cos(x)*exp(-2*x)/5)*exp(2*x)