Sr Examen

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Gráfico de la función y = 5x^3+6x^2-7x+1

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
          3      2          
f(x) = 5*x  + 6*x  - 7*x + 1
$$f{\left(x \right)} = \left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1$$
f = -7*x + 5*x^3 + 6*x^2 + 1
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:
$$\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = - \frac{2}{5} - \frac{\sqrt[3]{\frac{2997}{250} + \frac{3 \sqrt{9915} i}{50}}}{3} - \frac{47}{25 \sqrt[3]{\frac{2997}{250} + \frac{3 \sqrt{9915} i}{50}}}$$
Solución numérica
$$x_{1} = 0.592715346461786$$
$$x_{2} = -1.96448087805066$$
$$x_{3} = 0.171765531588871$$
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 5*x^3 + 6*x^2 - 7*x + 1.
$$\left(\left(5 \cdot 0^{3} + 6 \cdot 0^{2}\right) - 0\right) + 1$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 1$$
Punto:
(0, 1)
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
$$15 x^{2} + 12 x - 7 = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2}{5} + \frac{\sqrt{141}}{15}$$
$$x_{2} = - \frac{\sqrt{141}}{15} - \frac{2}{5}$$
Signos de extremos en los puntos:
                                      3                    2             
         _____         /        _____\      /        _____\        _____ 
   2   \/ 141   19     |  2   \/ 141 |      |  2   \/ 141 |    7*\/ 141  
(- - + -------, -- + 5*|- - + -------|  + 6*|- - + -------|  - ---------)
   5      15    5      \  5      15  /      \  5      15  /        15    

                                      3                    2             
         _____         /        _____\      /        _____\        _____ 
   2   \/ 141   19     |  2   \/ 141 |      |  2   \/ 141 |    7*\/ 141  
(- - - -------, -- + 5*|- - - -------|  + 6*|- - - -------|  + ---------)
   5      15    5      \  5      15  /      \  5      15  /        15    


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:
$$x_{1} = - \frac{2}{5} + \frac{\sqrt{141}}{15}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = - \frac{\sqrt{141}}{15} - \frac{2}{5}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{\sqrt{141}}{15} - \frac{2}{5}\right] \cup \left[- \frac{2}{5} + \frac{\sqrt{141}}{15}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[- \frac{\sqrt{141}}{15} - \frac{2}{5}, - \frac{2}{5} + \frac{\sqrt{141}}{15}\right]$$
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
$$6 \left(5 x + 2\right) = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = - \frac{2}{5}$$

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
$$\left[- \frac{2}{5}, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, - \frac{2}{5}\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1\right) = \infty$$
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 5*x^3 + 6*x^2 - 7*x + 1, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1}{x}\right) = \infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota inclinada a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1}{x}\right) = \infty$$
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:
$$\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1 = - 5 x^{3} + 6 x^{2} + 7 x + 1$$
- No
$$\left(- 7 x + \left(5 x^{3} + 6 x^{2}\right)\right) + 1 = 5 x^{3} - 6 x^{2} - 7 x - 1$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar