Sr Examen

Gráfico de la función y = x-sin(x)/(x-tan(x))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

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Definida a trozos:

Solución

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

Solución numérica
$$x_{1} = -1.08655265764375$$
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 - sin(x)/(x - tan(x)).
$$- \frac{\sin{\left(0 \right)}}{\left(-1\right) \tan{\left(0 \right)}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \text{NaN}$$
- no hay soluciones de la ecuación
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
$$1 - \frac{\cos{\left(x \right)}}{x - \tan{\left(x \right)}} - \frac{\sin{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}}{\left(x - \tan{\left(x \right)}\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 14.1371669411541$$
$$x_{2} = 1.5707963267949$$
Signos de extremos en los puntos:
(14.137166941154069, 14.1371669411541)

(1.5707963267948966, 1.5707963267949)


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:
$$x_{1} = 14.1371669411541$$
$$x_{2} = 1.5707963267949$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[14.1371669411541, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 1.5707963267949\right]$$
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:
$$y = \lim_{x \to -\infty}\left(x - \frac{\sin{\left(x \right)}}{x - \tan{\left(x \right)}}\right)$$
True

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

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

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