5.- Dada la función
, se pide estudiar:
A) Dominio y asíntotas. B) Crecimiento y decrecimiento. Máximos y
mínimos.
C) Concavidad y convexidad. D) Dibujar la gráfica de f(x) y sus
asíntotas. (J-98)
A) Dominio. El dominio es el conjunto de
valores de la “x” que tienen imagen “y”. En este caso el dominio es todo R, al tener todas las x imagen, dadas por el
producto indicado.
Asíntotas:
Horizontales. Son rectas de ecuación y=k
siendo
. Como
, no hay asíntotas horizontales por la derecha.
Por otra parte,
F.I. Calcularemos este
límite por L´Hôpital generalizado:
![]()
Luego la recta y=0 (eje de abscisas), es asíntota horizontal por la
izquierda.
Verticales. Son rectas de ecuación x=k
siendo
. Como esto sólo sucede si
, (acabamos de ver que si
, el límite es 0), no
hay asíntotas verticales.
Oblicuas. Son rectas de ecuación y=mx+n
siendo
. En este caso, si
(empleando L´Hôpital
de modo similar a como hicimos anteriormente, ya que al dividir entre “x” todo
queda similar salvo que el polinomio pasa a ser de 2º grado. Luego no hay asíntotas oblicuas.
B) Crecimiento. Estudiaremos el crecimiento a través
del signo de la derivada primera.Como y´=
factorizando el
polinomio tras hallar sus raíces por Ruffini y resolviendo la ecuación
incompleta de 2º grado;
1
-1 -1 1
1 1 0
-1
![]()
![]()
1
0 -1 0
x2-1=0 => x= 1; x= -1. Luego ex(x3-x2-x+1)
= ex (x+1) (x-1)2![]()
Como los factores ex y
(x-1)2 son positivos, el signo de y´ coincide con el de x+1,
Por tanto f es creciente para
x> -1 (derivada positiva) y decreciente para x< -1 (derivada negativa).
En x= -1 hay un mínimo. No hay más extremos al no haber más cambios en el signo
del crecimiento. En consecuencia Mínimo
en (-1,-6,62)
C) Curvatura. La estudiaremos a través del
signo de la derivada segunda.
. (Basta
resolver la ecuación de 2º grado, cuyas raíces son 1 y -3).
Resulta así, teniendo en cuenta
que ex >0 y multiplicando el signo de los otros 3 factores, lo
siguiente: y´´>0 y, por tanto, f cóncava, en
. Análogamente, y´´<0 y f convexa en
. Resultan 3 puntos de inflexión en (-3,-4,4) y (1,-5,4), en
los que f pasa de convexa a cóncava y en
(0,-6) en el que el cambio de
curvatura es de cóncava a convexa.
GRÁFICA. Con los elementos anteriores
construimos la gráfica resultante:
