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(x^3-x^2-2x)/(x^2-4)

Gráfico de la función y = (x^3-x^2-2x)/(x^2-4)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
        3    2      
       x  - x  - 2*x
f(x) = -------------
            2       
           x  - 4   
$$f{\left(x \right)} = \frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4}$$
f = (-2*x + x^3 - x^2)/(x^2 - 4)
Gráfico de la función
Dominio de definición de la función
Puntos en los que la función no está definida exactamente:
$$x_{1} = -2$$
$$x_{2} = 2$$
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:
$$\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Puntos de cruce con el eje X:

Solución analítica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 0$$
Solución numérica
$$x_{1} = -1$$
$$x_{2} = 0$$
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 (x^3 - x^2 - 2*x)/(x^2 - 4).
$$\frac{\left(0^{3} - 0^{2}\right) - 0}{-4 + 0^{2}}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = 0$$
Punto:
(0, 0)
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
$$- \frac{2 x \left(- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)\right)}{\left(x^{2} - 4\right)^{2}} + \frac{3 x^{2} - 2 x - 2}{x^{2} - 4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$x_{1} = -2 - \sqrt{2}$$
$$x_{2} = -2 + \sqrt{2}$$
Signos de extremos en los puntos:
                             3               2           
                 /       ___\    /       ___\        ___ 
        ___  4 + \-2 - \/ 2 /  - \-2 - \/ 2 /  + 2*\/ 2  
(-2 - \/ 2, -------------------------------------------)
                                           2             
                               /       ___\              
                          -4 + \-2 - \/ 2 /              

                             3               2           
                 /       ___\    /       ___\        ___ 
        ___  4 + \-2 + \/ 2 /  - \-2 + \/ 2 /  - 2*\/ 2  
(-2 + \/ 2, -------------------------------------------)
                                           2             
                               /       ___\              
                          -4 + \-2 + \/ 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:
$$x_{1} = -2 + \sqrt{2}$$
Puntos máximos de la función:
$$x_{1} = -2 - \sqrt{2}$$
Decrece en los intervalos
$$\left(-\infty, -2 - \sqrt{2}\right] \cup \left[-2 + \sqrt{2}, \infty\right)$$
Crece en los intervalos
$$\left[-2 - \sqrt{2}, -2 + \sqrt{2}\right]$$
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
$$\frac{2 \left(3 x - \frac{x \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 4} - 1\right) \left(- x^{2} + x + 2\right)}{x^{2} - 4} + \frac{2 x \left(- 3 x^{2} + 2 x + 2\right)}{x^{2} - 4} - 1\right)}{x^{2} - 4} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas verticales
Hay:
$$x_{1} = -2$$
$$x_{2} = 2$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4}\right) = -\infty$$
Tomamos como el límite
es decir,
no hay asíntota horizontal a la izquierda
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4}\right) = \infty$$
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 (x^3 - x^2 - 2*x)/(x^2 - 4), dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x \left(x^{2} - 4\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = x$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x \left(x^{2} - 4\right)}\right) = 1$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = x$$
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:
$$\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4} = \frac{- x^{3} - x^{2} + 2 x}{x^{2} - 4}$$
- No
$$\frac{- 2 x + \left(x^{3} - x^{2}\right)}{x^{2} - 4} = - \frac{- x^{3} - x^{2} + 2 x}{x^{2} - 4}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar
Gráfico
Gráfico de la función y = (x^3-x^2-2x)/(x^2-4)