Sr Examen

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Gráfico de la función y = exp(-3*x)/9+x^3*exp(3*x)/3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        -3*x    3  3*x
       e       x *e   
f(x) = ----- + -------
         9        3   
$$f{\left(x \right)} = \frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9}$$
f = (x^3*exp(3*x))/3 + exp(-3*x)/9
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:
$$\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 exp(-3*x)/9 + (x^3*exp(3*x))/3.
$$\frac{0^{3} e^{0 \cdot 3}}{3} + \frac{e^{- 0}}{9}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{1}{9}$$
Punto:
(0, 1/9)
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
$$x^{3} e^{3 x} + x^{2} e^{3 x} - \frac{e^{- 3 x}}{3} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0.246690084163564$$
Signos de extremos en los puntos:
(0.24669008416356447, 0.0634981303698647)


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:
$$x_{1} = 0.246690084163564$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0.246690084163564, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0.246690084163564\right]$$
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
$$3 x^{3} e^{3 x} + 6 x^{2} e^{3 x} + 2 x e^{3 x} + e^{- 3 x} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9}\right) = \infty$$
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 exp(-3*x)/9 + (x^3*exp(3*x))/3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9}}{x}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9} = - \frac{x^{3} e^{- 3 x}}{3} + \frac{e^{3 x}}{9}$$
- No
$$\frac{x^{3} e^{3 x}}{3} + \frac{e^{- 3 x}}{9} = \frac{x^{3} e^{- 3 x}}{3} - \frac{e^{3 x}}{9}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar