Sr Examen

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Gráfico de la función y = sqrt((3x-x^2)/(x+5))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            __________
           /        2 
          /  3*x - x  
f(x) =   /   -------- 
       \/     x + 5   
$$f{\left(x \right)} = \sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}}$$
f = sqrt((-x^2 + 3*x)/(x + 5))
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -5$$
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:
$$\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 3$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 3$$
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 sqrt((3*x - x^2)/(x + 5)).
$$\sqrt{\frac{0 \cdot 3 - 0^{2}}{5}}$$
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
$$\frac{\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} \left(x + 5\right) \left(\frac{3 - 2 x}{2 \left(x + 5\right)} - \frac{- x^{2} + 3 x}{2 \left(x + 5\right)^{2}}\right)}{- x^{2} + 3 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -5 + 2 \sqrt{10}$$
$$x_{2} = - 2 \sqrt{10} - 5$$
Signos de extremos en los puntos:
                               ___________________________________ 
                              /                      2             
                4 ___  3/4   /        /         ____\        ____  
          ____  \/ 2 *5   *\/   -15 - \-5 + 2*\/ 10 /  + 6*\/ 10   
(-5 + 2*\/ 10, --------------------------------------------------)
                                        10                         

                               __________________________________ 
                              /                     2             
                4 ___  3/4   /       /         ____\        ____  
          ____  \/ 2 *5   *\/   15 + \-5 - 2*\/ 10 /  + 6*\/ 10   
(-5 - 2*\/ 10, -------------------------------------------------)
                                        10                        


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:
$$x_{1} = - 2 \sqrt{10} - 5$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = -5 + 2 \sqrt{10}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- 2 \sqrt{10} - 5, -5 + 2 \sqrt{10}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - 2 \sqrt{10} - 5\right] \cup \left[-5 + 2 \sqrt{10}, \infty\right)$$
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
$$\frac{\sqrt{- \frac{x \left(x - 3\right)}{x + 5}} \left(\frac{x \left(x - 3\right)}{\left(x + 5\right)^{2}} + 1 - \frac{2 x - 3}{x + 5} + \frac{- \frac{x \left(x - 3\right)}{x + 5} + 2 x - 3}{2 \left(x + 5\right)} - \frac{\left(2 x - 3\right) \left(- \frac{x \left(x - 3\right)}{x + 5} + 2 x - 3\right)}{2 x \left(x - 3\right)} + \frac{\left(- \frac{x \left(x - 3\right)}{x + 5} + 2 x - 3\right)^{2}}{4 x \left(x - 3\right)}\right)}{x \left(x - 3\right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -5$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty} \sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty} \sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} = \infty i$$
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 sqrt((3*x - x^2)/(x + 5)), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} = \sqrt{\frac{- x^{2} - 3 x}{5 - x}}$$
- No
$$\sqrt{\frac{- x^{2} + 3 x}{x + 5}} = - \sqrt{\frac{- x^{2} - 3 x}{5 - x}}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar