Sr Examen

Gráfico de la función y = (|sin(x)|/sin(x))+1

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       |sin(x)|    
f(x) = -------- + 1
        sin(x)     
f(x)=1+sin(x)sin(x)f{\left(x \right)} = 1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}
f = 1 + Abs(sin(x))/sin(x)
Gráfico de la función
02468-8-6-4-2-101004
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
x1=0x_{1} = 0
x2=3.14159265358979x_{2} = 3.14159265358979
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:
1+sin(x)sin(x)=01 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución numérica
x1=82x_{1} = -82
x2=22x_{2} = 22
x3=80x_{3} = 80
x4=74x_{4} = 74
x5=21.75x_{5} = -21.75
x6=70x_{6} = -70
x7=78x_{7} = -78
x8=52x_{8} = -52
x9=60x_{9} = 60
x10=56x_{10} = 56
x11=62x_{11} = 62
x12=40x_{12} = -40
x13=92x_{13} = 92
x14=18x_{14} = 18
x15=50x_{15} = 50
x16=46x_{16} = -46
x17=84x_{17} = -84
x18=64x_{18} = -64
x19=20x_{19} = -20
x20=4x_{20} = 4
x21=86x_{21} = 86
x22=94x_{22} = 94
x23=96x_{23} = -96
x24=32x_{24} = -32
x25=24x_{25} = 24
x26=76x_{26} = -76
x27=54x_{27} = 54
x28=68x_{28} = 68
x29=90x_{29} = -90
x30=34x_{30} = -34
x31=100x_{31} = 100
x32=58x_{32} = -58
x33=16x_{33} = 16
x34=30x_{34} = 30
x35=36x_{35} = 36
x36=98x_{36} = 98
x37=26x_{37} = -26
x38=28x_{38} = -28
x39=38x_{39} = -38
x40=88x_{40} = -88
x41=66x_{41} = 66
x42=10x_{42} = 10
x43=14x_{43} = -14
x44=8x_{44} = -8
x45=6x_{45} = 6
x46=2x_{46} = -2
x47=48x_{47} = 48
x48=42x_{48} = 42
x49=65.75x_{49} = -65.75
x50=12x_{50} = 12
x51=72x_{51} = -72
x52=44x_{52} = -44
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 Abs(sin(x))/sin(x) + 1.
sin(0)sin(0)+1\frac{\left|{\sin{\left(0 \right)}}\right|}{\sin{\left(0 \right)}} + 1
Resultado:
f(0)=NaNf{\left(0 \right)} = \text{NaN}
- no hay soluciones de la ecuación
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
cos(x)sign(sin(x))sin(x)cos(x)sin(x)sin2(x)=0\frac{\cos{\left(x \right)} \operatorname{sign}{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{\sin{\left(x \right)}} - \frac{\cos{\left(x \right)} \left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin^{2}{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
x1=74x_{1} = 74
x2=84x_{2} = 84
x3=88x_{3} = -88
x4=8.25x_{4} = 8.25
x5=62x_{5} = -62
x6=28x_{6} = 28
x7=48x_{7} = -48
x8=12x_{8} = 12
x9=94x_{9} = 94
x10=7.75x_{10} = -7.75
x11=26x_{11} = 26
x12=64x_{12} = 64
x13=76x_{13} = 76
x14=42.25x_{14} = 42.25
x15=56x_{15} = -56
x16=24.25x_{16} = 24.25
x17=5.96428571428571x_{17} = 5.96428571428571
x18=96x_{18} = -96
x19=26x_{19} = -26
x20=54x_{20} = 54
x21=10x_{21} = 10
x22=14x_{22} = 14
x23=91.75x_{23} = -91.75
x24=45.7x_{24} = -45.7
x25=66x_{25} = -66
x26=82.25x_{26} = 82.25
x27=74x_{27} = -74
x28=64x_{28} = -64
x29=46.25x_{29} = 46.25
x30=36x_{30} = -36
x31=18x_{31} = 18
x32=28x_{32} = -28
x33=18x_{33} = -18
x34=77.75x_{34} = -77.75
x35=37.75x_{35} = -37.75
x36=66x_{36} = 66
x37=4x_{37} = 4
x38=60.25x_{38} = 60.25
x39=50x_{39} = -50
x40=88x_{40} = 88
x41=90x_{41} = -90
x42=12x_{42} = -12
x43=32x_{43} = 32
x44=59.75x_{44} = -59.75
x45=50x_{45} = 50
x46=68x_{46} = -68
x47=58x_{47} = -58
x48=23.4833333333333x_{48} = -23.4833333333333
x49=99.75x_{49} = -99.75
x50=36x_{50} = 36
x51=92.1666666666667x_{51} = 92.1666666666667
x52=84x_{52} = -84
x53=90x_{53} = 90
x54=54x_{54} = -54
x55=20x_{55} = 20
x56=56x_{56} = 56
x57=5.5x_{57} = -5.5
x58=2x_{58} = 2
x59=80x_{59} = 80
x60=70x_{60} = -70
x61=85.75x_{61} = -85.75
x62=100.25x_{62} = 100.25
x63=34.0833333333333x_{63} = 34.0833333333333
x64=52x_{64} = 52
x65=22.2424242424242x_{65} = 22.2424242424242
x66=81.95x_{66} = -81.95
x67=15.75x_{67} = -15.75
x68=78.25x_{68} = 78.25
x69=40x_{69} = 40
x70=32x_{70} = -32
x71=76x_{71} = -76
x72=94x_{72} = -94
x73=48x_{73} = 48
x74=30x_{74} = -30
x75=86.5x_{75} = 86.5
x76=72x_{76} = -72
x77=40x_{77} = -40
x78=68x_{78} = 68
x79=20x_{79} = -20
x80=2x_{80} = -2
x81=33.5x_{81} = -33.5
x82=72x_{82} = 72
x83=44.25x_{83} = 44.25
x84=52x_{84} = -52
x85=58x_{85} = 58
x86=4x_{86} = -4
x87=98x_{87} = -98
x88=30x_{88} = 30
x89=62x_{89} = 62
x90=16.1666666666667x_{90} = 16.1666666666667
x91=80x_{91} = -80
x92=38.25x_{92} = 38.25
x93=14x_{93} = -14
x94=43.6964285714286x_{94} = -43.6964285714286
x95=42.25x_{95} = -42.25
x96=21.75x_{96} = -21.75
x97=70x_{97} = 70
x98=96x_{98} = 96
x99=98x_{99} = 98
x100=10x_{100} = -10
Signos de extremos en los puntos:
(74, 1.11022302462516e-16)

(84, 2)

(-88, 0)

(8.25, 2)

(-62, 2)

(28, 2)

(-48, 2)

(12, 0)

(94, 1.11022302462516e-16)

(-7.75, 1.11022302462516e-16)

(26, 2)

(64, 2)

(76, 2)

(42.25, 1.11022302462516e-16)

(-56, 2)

(24.25, 0)

(5.964285714285714, 0)

(-96, 1.11022302462516e-16)

(-26, 0)

(54, 0)

(10, 0)

(14, 2)

(-91.75, 2)

(-45.7, 1.11022302462516e-16)

(-66, 2)

(82.25, 2)

(-74, 2)

(-64, 0)

(46.25, 2)

(-36, 2)

(18, 0)

(-28, 0)

(-18, 2)

(-77.75, 0)

(-37.75, 0)

(66, 0)

(4, 1.11022302462516e-16)

(60.25, 0)

(-50, 2)

(88, 2)

(-90, 0)

(-12, 2)

(32, 2)

(-59.75, 2)

(50, 0)

(-68, 2)

(-58, 1.11022302462516e-16)

(-23.483333333333334, 2)

(-99.75, 2)

(36, 0)

(92.16666666666667, 0)

(-84, 1.11022302462516e-16)

(90, 2)

(-54, 2)

(20, 2)

(56, 0)

(-5.5, 2)

(2, 2)

(80, 0)

(-70, 0)

(-85.75, 2)

(100.25, 0)

(34.083333333333336, 2)

(52, 2)

(22.242424242424242, 0)

(-81.95, 0)

(-15.75, 2)

(78.25, 2)

(40, 2)

(-32, 1.11022302462516e-16)

(-76, 0)

(-94, 2)

(48, 0)

(-30, 2)

(86.5, 0)

(-72, 0)

(-40, 1.11022302462516e-16)

(68, 1.11022302462516e-16)

(-20, 0)

(-2, 0)

(-33.5, 0)

(72, 2)

(44.25, 2)

(-52, 0)

(58, 2)

(-4, 2)

(-98, 2)

(30, 0)

(62, 1.11022302462516e-16)

(16.166666666666668, 0)

(-80, 2)

(38.25, 2)

(-14, 0)

(-43.69642857142857, 2)

(-42.25, 2)

(-21.75, 0)

(70, 2)

(96, 2)

(98, 0)

(-10, 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=36x_{1} = 36
x2=70x_{2} = -70
x3=33.5x_{3} = -33.5
Puntos máximos de la función:
x3=74x_{3} = 74
x3=94x_{3} = 94
x3=7.75x_{3} = -7.75
x3=96x_{3} = -96
x3=4x_{3} = 4
x3=58x_{3} = -58
x3=32x_{3} = -32
Decrece en los intervalos
[36,)\left[36, \infty\right)
Crece en los intervalos
(,70]\left(-\infty, -70\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
sign(sin(x))+2cos2(x)δ(sin(x))sin(x)+sin(x)sin(x)2cos2(x)sign(sin(x))sin2(x)+2cos2(x)sin(x)sin3(x)=0- \operatorname{sign}{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} + \frac{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \delta\left(\sin{\left(x \right)}\right)}{\sin{\left(x \right)}} + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}} - \frac{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \operatorname{sign}{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} + \frac{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin^{3}{\left(x \right)}} = 0
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
x1=0x_{1} = 0
x2=3.14159265358979x_{2} = 3.14159265358979
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=limx(1+sin(x)sin(x))y = \lim_{x \to -\infty}\left(1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la derecha:
y=limx(1+sin(x)sin(x))y = \lim_{x \to \infty}\left(1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}\right)
Asíntotas inclinadas
Se puede hallar la asíntota inclinada calculando el límite de la función Abs(sin(x))/sin(x) + 1, 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=xlimx(1+sin(x)sin(x)x)y = x \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}}{x}\right)
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
y=xlimx(1+sin(x)sin(x)x)y = x \lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\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:
1+sin(x)sin(x)=1sin(x)sin(x)1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}} = 1 - \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}
- No
1+sin(x)sin(x)=1+sin(x)sin(x)1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}} = -1 + \frac{\left|{\sin{\left(x \right)}}\right|}{\sin{\left(x \right)}}
- No
es decir, función
no es
par ni impar