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y=x^3+2x^2-21x+18

Gráfico de la función y = y=x^3+2x^2-21x+18

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        3      2            
f(x) = x  + 2*x  - 21*x + 18
$$f{\left(x \right)} = \left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18$$
f = -21*x + x^3 + 2*x^2 + 18
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:
$$\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -6$$
$$x_{2} = 1$$
$$x_{3} = 3$$
Solución numérica
$$x_{1} = 1$$
$$x_{2} = -6$$
$$x_{3} = 3$$
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 x^3 + 2*x^2 - 21*x + 18.
$$\left(\left(0^{3} + 2 \cdot 0^{2}\right) - 0\right) + 18$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 18$$
Punto:
(0, 18)
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
$$3 x^{2} + 4 x - 21 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{67}}{3}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{67}}{3} - \frac{2}{3}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                  3                              2 
         ____       /        ____\                 /        ____\  
   2   \/ 67        |  2   \/ 67 |        ____     |  2   \/ 67 |  
(- - + ------, 32 + |- - + ------|  - 7*\/ 67  + 2*|- - + ------| )
   3     3          \  3     3   /                 \  3     3   /  

                                  3                   2            
         ____       /        ____\      /        ____\             
   2   \/ 67        |  2   \/ 67 |      |  2   \/ 67 |        ____ 
(- - - ------, 32 + |- - - ------|  + 2*|- - - ------|  + 7*\/ 67 )
   3     3          \  3     3   /      \  3     3   /             


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:
$$x_{1} = - \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{67}}{3}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{67}}{3} - \frac{2}{3}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{67}}{3} - \frac{2}{3}\right] \cup \left[- \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{67}}{3}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{67}}{3} - \frac{2}{3}, - \frac{2}{3} + \frac{\sqrt{67}}{3}\right]$$
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
$$2 \left(3 x + 2\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2}{3}$$

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
$$\left[- \frac{2}{3}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{2}{3}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18\right) = \infty$$
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 x^3 + 2*x^2 - 21*x + 18, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18 = - x^{3} + 2 x^{2} + 21 x + 18$$
- No
$$\left(- 21 x + \left(x^{3} + 2 x^{2}\right)\right) + 18 = x^{3} - 2 x^{2} - 21 x - 18$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = y=x^3+2x^2-21x+18