Sr Examen

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Gráfico de la función y = 2x^2-0,5^x-3

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          2    -x    
f(x) = 2*x  - 2   - 3
f(x)=(2x2(12)x)3f{\left(x \right)} = \left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3
f = 2*x^2 - (1/2)^x - 3
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-1010-10001000
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:
(2x2(12)x)3=0\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3 = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
x1=6.21377492625824x_{1} = -6.21377492625824
x2=1.80046006249758x_{2} = -1.80046006249758
x3=1.30475838646611x_{3} = 1.30475838646611
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 2*x^2 - (1/2)^x - 3.
3+((12)0+202)-3 + \left(- \left(\frac{1}{2}\right)^{0} + 2 \cdot 0^{2}\right)
Resultado:
f(0)=4f{\left(0 \right)} = -4
Punto:
(0, -4)
Extremos de la función
Para hallar los extremos hay que resolver la ecuación
ddxf(x)=0\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:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
primera derivada
4x+2xlog(2)=04 x + 2^{- x} \log{\left(2 \right)} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=W(log(2)24)log(2)x_{1} = \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}
x2=W1(log(2)24)log(2)x_{2} = \frac{W_{-1}\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}
Signos de extremos en los puntos:
  /    2    \          /    2    \       /    2    \ 
  |-log (2) |          |-log (2) |      2|-log (2) | 
 W|---------|        -W|---------|   2*W |---------| 
  \    4    /          \    4    /       \    4    / 
(------------, -3 - e              + ---------------)
    log(2)                                  2        
                                         log (2)     

  /    2        \          /    2        \       /    2        \ 
  |-log (2)     |          |-log (2)     |      2|-log (2)     | 
 W|---------, -1|        -W|---------, -1|   2*W |---------, -1| 
  \    4        /          \    4        /       \    4        / 
(----------------, -3 - e                  + -------------------)
      log(2)                                          2          
                                                   log (2)       


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:
x1=W(log(2)24)log(2)x_{1} = \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}
Puntos máximos de la función:
x1=W1(log(2)24)log(2)x_{1} = \frac{W_{-1}\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}
Decrece en los intervalos
(,W1(log(2)24)log(2)][W(log(2)24)log(2),)\left(-\infty, \frac{W_{-1}\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right] \cup \left[\frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)
Crece en los intervalos
[W1(log(2)24)log(2),W(log(2)24)log(2)]\left[\frac{W_{-1}\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}, \frac{W\left(- \frac{\log{\left(2 \right)}^{2}}{4}\right)}{\log{\left(2 \right)}}\right]
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
segunda derivada
42xlog(2)2=04 - 2^{- x} \log{\left(2 \right)}^{2} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=2+2log(log(2))log(2)x_{1} = -2 + \frac{2 \log{\left(\log{\left(2 \right)} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}

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
[2+2log(log(2))log(2),)\left[-2 + \frac{2 \log{\left(\log{\left(2 \right)} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}, \infty\right)
Convexa en los intervalos
(,2+2log(log(2))log(2)]\left(-\infty, -2 + \frac{2 \log{\left(\log{\left(2 \right)} \right)}}{\log{\left(2 \right)}}\right]
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
limx((2x2(12)x)3)=\lim_{x \to -\infty}\left(\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3\right) = -\infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
limx((2x2(12)x)3)=\lim_{x \to \infty}\left(\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3\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 2*x^2 - (1/2)^x - 3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
limx((2x2(12)x)3x)=\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3}{x}\right) = \infty
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
limx((2x2(12)x)3x)=\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3}{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:
(2x2(12)x)3=2x+2x23\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3 = - 2^{x} + 2 x^{2} - 3
- No
(2x2(12)x)3=2x2x2+3\left(2 x^{2} - \left(\frac{1}{2}\right)^{x}\right) - 3 = 2^{x} - 2 x^{2} + 3
- No
es decir, función
no es
par ni impar