Sr Examen

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Gráfico de la función y = 1-sin(2*t)/130+4*cos(2*t)/65+(cos(t*sqrt(3)/2)+sin(t*sqrt(3)/2))*exp(-t/2)+exp(t)

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                                                                  -t      
                                   /   /    ___\      /    ___\\  ---     
           sin(2*t)   4*cos(2*t)   |   |t*\/ 3 |      |t*\/ 3 ||   2     t
f(t) = 1 - -------- + ---------- + |cos|-------| + sin|-------||*e    + e 
             130          65       \   \   2   /      \   2   //          
$$f{\left(t \right)} = \left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t}$$
f = -sin(2*t)/130 + 1 + (4*cos(2*t))/65 + (sin((sqrt(3)*t)/2) + cos((sqrt(3)*t)/2))*exp((-t)/2) + exp(t)
Gráfico de la función
Puntos de cruce con el eje de coordenadas Y
El gráfico cruce el eje Y cuando t es igual a 0:
sustituimos t = 0 en 1 - sin(2*t)/130 + (4*cos(2*t))/65 + (cos((t*sqrt(3))/2) + sin((t*sqrt(3))/2))*exp((-t)/2) + exp(t).
$$e^{0} + \left(\left(\sin{\left(\frac{0 \sqrt{3}}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{0 \sqrt{3}}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) 0}{2}} + \left(\frac{4 \cos{\left(0 \cdot 2 \right)}}{65} + \left(- \frac{\sin{\left(0 \cdot 2 \right)}}{130} + 1\right)\right)\right)$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = \frac{199}{65}$$
Punto:
(0, 199/65)
Puntos de flexiones
Hallemos los puntos de flexiones, para eso hay que resolver la ecuación
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = 0$$
(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:
$$\frac{d^{2}}{d t^{2}} f{\left(t \right)} = $$
segunda derivada
$$\frac{\sqrt{3} \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} - \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{- \frac{t}{2}}}{2} - \frac{\left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{- \frac{t}{2}}}{2} + e^{t} + \frac{2 \sin{\left(2 t \right)}}{65} - \frac{16 \cos{\left(2 t \right)}}{65} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Raíces de esta ecuación
$$t_{1} = -67.4128763707051$$
$$t_{2} = 0.25956929496843$$
$$t_{3} = -20.2541001685721$$
$$t_{4} = -5.73980429622544$$
$$t_{5} = -52.9024814568316$$
$$t_{6} = -63.7852776422367$$
$$t_{7} = -49.274882728365$$
$$t_{8} = -56.5300801852997$$
$$t_{9} = -2.02468538144467$$
$$t_{10} = -27.5092903755368$$
$$t_{11} = -31.1368891132555$$
$$t_{12} = -45.6472839998697$$
$$t_{13} = -38.3920865432415$$
$$t_{14} = -16.6264871471565$$
$$t_{15} = -60.1576789137682$$
$$t_{16} = -23.8816904800935$$
$$t_{17} = -9.37311504995231$$
$$t_{18} = -12.9986704699333$$
$$t_{19} = -34.7644878090058$$
$$t_{20} = -42.0196852715196$$

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
$$\left[0.25956929496843, \infty\right)$$
Convexa en los intervalos
$$\left(-\infty, -63.7852776422367\right]$$
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con t->+oo y t->-oo
$$\lim_{t \to -\infty}\left(\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t}\right) = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle$$
$$\lim_{t \to \infty}\left(\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t}\right) = \infty$$
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 1 - sin(2*t)/130 + (4*cos(2*t))/65 + (cos((t*sqrt(3))/2) + sin((t*sqrt(3))/2))*exp((-t)/2) + exp(t), dividida por t con t->+oo y t ->-oo
True

Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la izquierda:
$$y = t \lim_{t \to -\infty}\left(\frac{\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t}}{t}\right)$$
$$\lim_{t \to \infty}\left(\frac{\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t}}{t}\right) = \infty$$
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(-t) и f = -f(-t).
Pues, comprobamos:
$$\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t} = \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{t}{2}} + \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65} + 1 + e^{- t}$$
- No
$$\left(\left(\left(- \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} + 1\right) + \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65}\right) + \left(\sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{\left(-1\right) t}{2}}\right) + e^{t} = - \left(- \sin{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)} + \cos{\left(\frac{\sqrt{3} t}{2} \right)}\right) e^{\frac{t}{2}} - \frac{\sin{\left(2 t \right)}}{130} - \frac{4 \cos{\left(2 t \right)}}{65} - 1 - e^{- t}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar