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$$\frac{2 \left(\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{x} + \frac{3 \tan{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuaciónRaíces de esta ecuación
$$x_{1} = 18.9538314073642$$
$$x_{2} = -59.7237073696423$$
$$x_{3} = 6.56206743448403$$
$$x_{4} = 3.57990203616361$$
$$x_{5} = -53.4444405432462$$
$$x_{6} = 66.0037169665853$$
$$x_{7} = 37.751929127791$$
$$x_{8} = 94.268985157597$$
$$x_{9} = -6.56206743448403$$
$$x_{10} = 72.2842766569239$$
$$x_{11} = 9.62366096208515$$
$$x_{12} = 75.4247200230927$$
$$x_{13} = 31.4791850671807$$
$$x_{14} = -72.2842766569239$$
$$x_{15} = -25.2115361587402$$
$$x_{16} = 91.1281226349785$$
$$x_{17} = -81.7058711694478$$
$$x_{18} = 78.5652550380417$$
$$x_{19} = 97.4098946880995$$
$$x_{20} = -62.863633155918$$
$$x_{21} = 40.8894906794103$$
$$x_{22} = -28.3445175898144$$
$$x_{23} = 25.2115361587402$$
$$x_{24} = -22.0809329417135$$
$$x_{25} = 28.3445175898144$$
$$x_{26} = -40.8894906794103$$
$$x_{27} = -50.3051719455312$$
$$x_{28} = -97.4098946880995$$
$$x_{29} = 34.6150899463703$$
$$x_{30} = -44.027622064428$$
$$x_{31} = 44.027622064428$$
$$x_{32} = 12.7196005943114$$
$$x_{33} = -34.6150899463703$$
$$x_{34} = 69.1439373752036$$
$$x_{35} = 15.8321741729874$$
$$x_{36} = -3.57990203616361$$
$$x_{37} = -69.1439373752036$$
$$x_{38} = -91.1281226349785$$
$$x_{39} = -31.4791850671807$$
$$x_{40} = -12.7196005943114$$
$$x_{41} = -15.8321741729874$$
$$x_{42} = 56.5839657532757$$
$$x_{43} = 100.550846831073$$
$$x_{44} = 50.3051719455312$$
$$x_{45} = -66.0037169665853$$
$$x_{46} = -94.268985157597$$
$$x_{47} = -100.550846831073$$
$$x_{48} = -18.9538314073642$$
$$x_{49} = -37.751929127791$$
$$x_{50} = 81.7058711694478$$
$$x_{51} = -9.62366096208515$$
$$x_{52} = 59.7237073696423$$
$$x_{53} = -56.5839657532757$$
$$x_{54} = 53.4444405432462$$
$$x_{55} = -87.987312141176$$
$$x_{56} = -84.8465594379176$$
$$x_{57} = 62.863633155918$$
$$x_{58} = 22.0809329417135$$
$$x_{59} = -78.5652550380417$$
$$x_{60} = -75.4247200230927$$
$$x_{61} = 84.8465594379176$$
$$x_{62} = 87.987312141176$$
$$x_{63} = 47.1662107531913$$
$$x_{64} = -47.1662107531913$$
Además hay que calcular los límites de y'' para los argumentos tendientes a los puntos de indeterminación de la función:
Puntos donde hay indeterminación:
$$x_{1} = 0$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{2 \left(\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{x} + \frac{3 \tan{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \left(\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{x} + \frac{3 \tan{\left(x \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{2}}\right) = \infty$$
- los límites no son iguales, signo
$$x_{1} = 0$$
- 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
$$\left[100.550846831073, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -100.550846831073\right]$$