Sr Examen

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

v

Gráfico:

interior superior

Puntos de intersección:

mostrar?

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                   /   -1     \
                log|----------|
                   |       2*x|
       log(2)      \1 + 3*e   /
f(x) = ------ + ---------------
         3             3       
$$f{\left(x \right)} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}$$
f = log(-1/(3*exp(2*x) + 1))/3 + log(2)/3
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:
$$\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} = 0$$
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 log(2)/3 + log(-1/(1 + 3*exp(2*x)))/3.
$$\frac{\log{\left(2 \right)}}{3} + \frac{\log{\left(- \frac{1}{1 + 3 e^{0 \cdot 2}} \right)}}{3}$$
Resultado:
$$f{\left(0 \right)} = - \frac{\log{\left(4 \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} + \frac{i \pi}{3}$$
Punto:
(0, -log(4)/3 + log(2)/3 + pi*i/3)
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
$$\frac{2 \left(- 3 e^{2 x} - 1\right) e^{2 x}}{\left(3 e^{2 x} + 1\right)^{2}} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga extremos
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
$$\frac{4 \left(-1 + \frac{3 e^{2 x}}{3 e^{2 x} + 1}\right) e^{2 x}}{3 e^{2 x} + 1} = 0$$
Resolvermos esta ecuación
Soluciones no halladas,
tal vez la función no tenga flexiones
Asíntotas horizontales
Hallemos las asíntotas horizontales mediante los límites de esta función con x->+oo y x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}\right) = \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} + \frac{i \pi}{3}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota horizontal a la izquierda:
$$y = \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} + \frac{i \pi}{3}$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}\right) = -\infty$$
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 log(2)/3 + log(-1/(1 + 3*exp(2*x)))/3, dividida por x con x->+oo y x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}}{x}\right) = 0$$
Tomamos como el límite
es decir,
la inclinada coincide con la asíntota horizontal a la derecha
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}}{x}\right) = - \frac{2}{3}$$
Tomamos como el límite
es decir,
ecuación de la asíntota inclinada a la derecha:
$$y = - \frac{2 x}{3}$$
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:
$$\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} = \frac{\log{\left(- \frac{1}{1 + 3 e^{- 2 x}} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}$$
- No
$$\frac{\log{\left(- \frac{1}{3 e^{2 x} + 1} \right)}}{3} + \frac{\log{\left(2 \right)}}{3} = - \frac{\log{\left(- \frac{1}{1 + 3 e^{- 2 x}} \right)}}{3} - \frac{\log{\left(2 \right)}}{3}$$
- No
es decir, función
no es
par ni impar