Sr Examen

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Gráfico de la función y = 6x^4-x^3-x^2-10x-8

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          4    3    2           
f(x) = 6*x  - x  - x  - 10*x - 8
$$f{\left(x \right)} = \left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8$$
f = -10*x - x^2 + 6*x^4 - x^3 - 8
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:
$$\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = \frac{1}{24} + \frac{\sqrt{- \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{17}{144} + 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}}}{2} + \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}} + \frac{17}{72} + \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{2905}{864 \sqrt{- \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{17}{144} + 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}}}}}{2}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{- 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}} + \frac{17}{72} + \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{2905}{864 \sqrt{- \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{17}{144} + 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}}}}}{2} + \frac{1}{24} + \frac{\sqrt{- \frac{605}{648 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}} + \frac{17}{144} + 2 \sqrt[3]{\frac{1577}{11664} + \frac{\sqrt{29026221}}{15552}}}}{2}$$
Solución numérica
$$x_{1} = -0.68368984653657$$
$$x_{2} = 1.47036048835708$$
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 6*x^4 - x^3 - x^2 - 10*x - 8.
$$-8 + \left(\left(\left(6 \cdot 0^{4} - 0^{3}\right) - 0^{2}\right) - 0\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = -8$$
Punto:
(0, -8)
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
$$24 x^{3} - 3 x^{2} - 2 x - 10 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{17}{576 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}} + \frac{1}{24} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                                                         2                                                                   3                                                                                                    4                                 
           ____________________                                          /          ____________________                                \    /          ____________________                                \            ____________________     /          ____________________                                \                                  
          /           ________                                           |         /           ________                                 |    |         /           ________                                 |           /           ________      |         /           ________                                 |                                  
 1       /   2905   \/ 131783                   17                 101   |1       /   2905   \/ 131783                   17             |    |1       /   2905   \/ 131783                   17             |          /   2905   \/ 131783       |1       /   2905   \/ 131783                   17             |                  85              
(-- + 3 /   ----- + ----------  + -----------------------------, - --- - |-- + 3 /   ----- + ----------  + -----------------------------|  - |-- + 3 /   ----- + ----------  + -----------------------------|  - 10*3 /   ----- + ----------  + 6*|-- + 3 /   ----- + ----------  + -----------------------------|  - -----------------------------)
 24   \/    13824      1728                ____________________     12   |24   \/    13824      1728                ____________________|    |24   \/    13824      1728                ____________________|       \/    13824      1728         |24   \/    13824      1728                ____________________|             ____________________ 
                                          /           ________           |                                         /           ________ |    |                                         /           ________ |                                     |                                         /           ________ |            /           ________  
                                         /   2905   \/ 131783            |                                        /   2905   \/ 131783  |    |                                        /   2905   \/ 131783  |                                     |                                        /   2905   \/ 131783  |           /   2905   \/ 131783   
                                  576*3 /   ----- + ----------           |                                 576*3 /   ----- + ---------- |    |                                 576*3 /   ----- + ---------- |                                     |                                 576*3 /   ----- + ---------- |    288*3 /   ----- + ----------  
                                      \/    13824      1728              \                                     \/    13824      1728    /    \                                     \/    13824      1728    /                                     \                                     \/    13824      1728    /        \/    13824      1728     


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:
$$x_{1} = \frac{17}{576 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}} + \frac{1}{24} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[\frac{17}{576 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}} + \frac{1}{24} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, \frac{17}{576 \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}} + \frac{1}{24} + \sqrt[3]{\frac{\sqrt{131783}}{1728} + \frac{2905}{13824}}\right]$$
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
$$2 \left(36 x^{2} - 3 x - 1\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = \frac{1}{24} - \frac{\sqrt{17}}{24}$$
$$x_{2} = \frac{1}{24} + \frac{\sqrt{17}}{24}$$

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
$$\left(-\infty, \frac{1}{24} - \frac{\sqrt{17}}{24}\right] \cup \left[\frac{1}{24} + \frac{\sqrt{17}}{24}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left[\frac{1}{24} - \frac{\sqrt{17}}{24}, \frac{1}{24} + \frac{\sqrt{17}}{24}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8\right) = \infty$$
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 6*x^4 - x^3 - x^2 - 10*x - 8, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8 = 6 x^{4} + x^{3} - x^{2} + 10 x - 8$$
- No
$$\left(- 10 x + \left(- x^{2} + \left(6 x^{4} - x^{3}\right)\right)\right) - 8 = - 6 x^{4} - x^{3} + x^{2} - 10 x + 8$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar