Sr Examen

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Gráfico de la función y = 2*exp(1)^x-2^x+1/x-3*log(x)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
             x                    
         / 1\     x   1           
f(x) = 2*\e /  - 2  + - - 3*log(x)
                      x           
$$f{\left(x \right)} = \left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)}$$
f = -2^x + 2*exp(1)^x + 1/x - 3*log(x)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = 0$$
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:
$$\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)} = 0$$
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 2*exp(1)^x - 2^x + 1/x - 3*log(x).
$$- 3 \log{\left(0 \right)} + \left(\frac{1}{0} + \left(- 2^{0} + 2 \left(e^{1}\right)^{0}\right)\right)$$
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
$$- 2^{x} \log{\left(2 \right)} + 2 e^{x} - \frac{3}{x} - \frac{1}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = 0.994705717468662$$
Signos de extremos en los puntos:
(0.9947057174686623, 4.43643049604121)


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:
$$x_{1} = 0.994705717468662$$
La función no tiene puntos máximos
Decrece en los intervalos
$$\left[0.994705717468662, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left(-\infty, 0.994705717468662\right]$$
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
$$- 2^{x} \log{\left(2 \right)}^{2} + 2 e^{x} + \frac{3}{x^{2}} + \frac{2}{x^{3}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = 0$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)}\right) = \infty$$
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*exp(1)^x - 2^x + 1/x - 3*log(x), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)}}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)} = - 3 \log{\left(- x \right)} + 2 e^{- x} - \frac{1}{x} - 2^{- x}$$
- No
$$\left(\left(- 2^{x} + 2 \left(e^{1}\right)^{x}\right) + \frac{1}{x}\right) - 3 \log{\left(x \right)} = 3 \log{\left(- x \right)} - 2 e^{- x} + \frac{1}{x} + 2^{- x}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar