Sr Examen

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Gráfico de la función y = lg(-x^2+8x)+(1/(x-2))

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          /   2      \     1  
f(x) = log\- x  + 8*x/ + -----
                         x - 2
$$f{\left(x \right)} = \log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2}$$
f = log(-x^2 + 8*x) + 1/(x - 2)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 2$$
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:
$$\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Solución no hallada,
puede ser que el gráfico no cruce el eje X
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 log(-x^2 + 8*x) + 1/(x - 2).
$$\log{\left(- 0^{2} + 0 \cdot 8 \right)} + \frac{1}{-2}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \tilde{\infty}$$
signof no cruza Y
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
$$\frac{8 - 2 x}{- x^{2} + 8 x} - \frac{1}{\left(x - 2\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}}{3} - \frac{1}{12 \sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}} + \frac{17}{6}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                                                                                                  /                                                            2                                                    \ 
          _________________                                                                                       |     /         _________________                           \          _________________                          | 
         / 703       _____                                                                                        |     |        / 703       _____                            |         / 703       _____                           | 
      3 /  --- + 3*\/ 858                                                                                         |     |     3 /  --- + 3*\/ 858                             |    8*3 /  --- + 3*\/ 858                            | 
 17   \/    8                            1                                       1                                |68   |17   \/    8                            1            |      \/    8                            2           | 
(-- - --------------------- - ------------------------, ---------------------------------------------------- + log|-- - |-- - --------------------- - ------------------------|  - ----------------------- - -----------------------|)
 6              3                    _________________          _________________                                 |3    |6              3                    _________________|               3                    _________________| 
                                    / 703       _____          / 703       _____                                  |     |                                   / 703       _____ |                                   / 703       _____ | 
                              12*3 /  --- + 3*\/ 858        3 /  --- + 3*\/ 858                                   |     |                             12*3 /  --- + 3*\/ 858  |                              3*3 /  --- + 3*\/ 858  | 
                                 \/    8                5   \/    8                            1                  \     \                                \/    8              /                                \/    8              / 
                                                        - - --------------------- - ------------------------                                                                                                                          
                                                        6             3                    _________________                                                                                                                          
                                                                                          / 703       _____                                                                                                                           
                                                                                    12*3 /  --- + 3*\/ 858                                                                                                                            
                                                                                       \/    8                                                                                                                                        


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:
La función no tiene puntos mínimos
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}}{3} - \frac{1}{12 \sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}} + \frac{17}{6}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}}{3} - \frac{1}{12 \sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}} + \frac{17}{6}\right]$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}}{3} - \frac{1}{12 \sqrt[3]{3 \sqrt{858} + \frac{703}{8}}} + \frac{17}{6}, \infty\right)$$
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
$$2 \left(\frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}} + \frac{1}{x \left(x - 8\right)} - \frac{2 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} \left(x - 8\right)^{2}}\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 4.48324104156292$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 2$$

$$\lim_{x \to 2^-}\left(2 \left(\frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}} + \frac{1}{x \left(x - 8\right)} - \frac{2 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} \left(x - 8\right)^{2}}\right)\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 2^+}\left(2 \left(\frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}} + \frac{1}{x \left(x - 8\right)} - \frac{2 \left(x - 4\right)^{2}}{x^{2} \left(x - 8\right)^{2}}\right)\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 2$$
- es el punto de flexión

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
$$\left(-\infty, 4.48324104156292\right]$$
Convexa en los intervalos
$$\left[4.48324104156292, \infty\right)$$
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 2$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2}\right) = \infty$$
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 log(-x^2 + 8*x) + 1/(x - 2), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la izquierda
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:
$$\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2} = \log{\left(- x^{2} - 8 x \right)} + \frac{1}{- x - 2}$$
- No
$$\log{\left(- x^{2} + 8 x \right)} + \frac{1}{x - 2} = - \log{\left(- x^{2} - 8 x \right)} - \frac{1}{- x - 2}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar