Sr Examen

Gráfico de la función y = -3tg(x)+6x-1,5pi+5

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                         3*pi    
f(x) = -3*tan(x) + 6*x - ---- + 5
                          2      
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5$$
f = 6*x - 3*tan(x) - 3*pi/2 + 5
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:
$$\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
$$x_{1} = -0.0961679027967665$$
$$x_{2} = -1.14219421468648$$
$$x_{3} = 1.18573345368751$$
$$x_{4} = 4.60534867249648$$
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 -3*tan(x) + 6*x - 3*pi/2 + 5.
$$\left(- \frac{3 \pi}{2} + \left(- 3 \tan{\left(0 \right)} + 0 \cdot 6\right)\right) + 5$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 5 - \frac{3 \pi}{2}$$
Punto:
(0, 5 - 3*pi/2)
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
$$3 - 3 \tan^{2}{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\pi}{4}$$
$$x_{2} = \frac{\pi}{4}$$
Signos de extremos en los puntos:
 -pi            
(----, 8 - 3*pi)
  4             

 pi    
(--, 2)
 4     


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:
$$x_{1} = - \frac{\pi}{4}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = \frac{\pi}{4}$$
Decrece en los intervalos
$$\left[- \frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\pi}{4}\right] \cup \left[\frac{\pi}{4}, \infty\right)$$
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
$$- 6 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0$$

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
$$\left(-\infty, 0\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[0, \infty\right)$$
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:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
$$y = \lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5\right)$$
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función -3*tan(x) + 6*x - 3*pi/2 + 5, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5}{x}\right)$$
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5}{x}\right)$$
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:
$$\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5 = - 6 x + 3 \tan{\left(x \right)} - \frac{3 \pi}{2} + 5$$
- No
$$\left(\left(6 x - 3 \tan{\left(x \right)}\right) - \frac{3 \pi}{2}\right) + 5 = 6 x - 3 \tan{\left(x \right)} - 5 + \frac{3 \pi}{2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar