Studio di funzioni - Esercizio 3

Studiare la seguente funzione: \[ f\left(x\right)=\left(x+1\right)\ln\left(x+1\right)-2 \] 1) Dominio: \[ D=\left(-1;+\infty\right) \] 2) Simmetrie: \[ f\left(-x\right)=\left(-x+1\right)\ln\left(-x+1\right)-2 \] \[ f\left(-x\right)\neq f\left(x\right) \] \[ f\left(-x\right)\neq-f\left(x\right) \] f(x) non è ne pari ne dispari.

3) Intersezioni con gli assi: \[ \left\{ \begin{array}{c} x=0\\ f\left(x\right)=-2 \end{array}\right.\rightarrow\left(0;-2\right)\in f\left(x\right) \] 4) Segno: \[ \left[omesso\right] \] 5) Limiti: \[ \lim_{x\rightarrow-1^{+}}f\left(x\right)=\left[0\cdot\infty\right] \] \[ \lim_{x\rightarrow-1^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-1^{+}}\left[\frac{\ln\left(x+1\right)}{\left(x+1\right)^{-1}}-2\right]=\left[\frac{\infty}{\infty}\right] \] Con De L'Hopital otteniamo: \[ \lim_{x\rightarrow-1^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-1^{+}}\left[\frac{\left(x+1\right)^{-1}}{-\left(x+1\right)^{-2}}-2\right] \] \[ \lim_{x\rightarrow-1^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-1^{+}}\left(-x-1-2\right)=-2 \] \[ \lim_{x\rightarrow+\infty}f\left(x\right)=+\infty \] Inoltre \[ \lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{f\left(x\right)}{x}=+\infty \] ne consegue che non ci sono asintoti obliqui.

6) Derivate:

Calcoliamo la derivata prima: \[ f'\left(x\right)=\ln\left(x+1\right)+\left(x+1\right)\cdot\frac{1}{x+1} \] \[ f'\left(x\right)=\ln\left(x+1\right)+1 \] Studiamone il segno: \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow\ln\left(x+1\right)+1\geq0 \] \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow\ln\left(x+1\right)\geq-1 \] \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow x+1\geq e^{-1} \] \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow x\geq\frac{1}{e}-1 \] Per x compreso tra i due valori x=-1 e x=1/e-1 la funzione è decrescente, per valori superiori a x=1/e-1 è invece crescente. Otteniamo di conseguenza un minimo per \[ x_{MIN}=\frac{1}{e}-1 \]
Derivata seconda: \[ f''\left(x\right)=\frac{1}{x+1} \] \[ f''\left(x\right)\geq0\rightarrow x>-1 \] \[ f''\left(x\right)\geq0\;\forall x\in D \] Ne consegue che f(x) è sempre convessa.

41 commenti:

  1. Anonimo12:37

    scusate come si arriva a più infinito,per l'asintoto obliquo?

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  2. Ciao,

    la funzione può essere scritta così:
    f(x)=xln(x+1)+ln(x+1)-2
    se la dividi per x:
    f(x)/x=ln(x+1)+(1/x)ln(x+1)-2/x
    Il limite per x che tende a infinito di quest'ultima espressione è +infinito+0-0=+infinito
    NB: mentre il primo e l'ultimo sono limiti immediati, il secondo termine (1/x)ln(x+1) si può risolvere facilmente con de l'hopital o per confronto tra infiniti.

    Buono studio!

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    1. non ho capito perchè riscrivere la funzione così: x ln (x+1)?

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  3. giacomo23:27

    scusi ma l intersezione con l asse x come fai a determinarlo?
    grazie!! :(

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  4. Ciao Giacomo,
    qui non l'ho cercata. Dovresti porre f(x)=0, e otterresti:
    log(x+1)=2/(x+1)
    Disegnando il grafico di log(x+1) e di 2/(x+1) sullo stesso piano cartesiano, vedresti che hanno un solo punto di intersezione (quello cercato) per x=1,2 circa.
    Ecco il grafico:
    http://www.wolframalpha.com/input/?i=log%28x%2B1%29%3D2%2F%28x%2B1%29

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  5. Anonimo12:36

    ciao albert ma nel primo limite quando vai a fare la derivata di 1/(x+1) come mai viene -1/(x+1)^2??


    se vai ad applicare la derivata di un rapporto non viene (-x-1)/(x+1)^2???

    grazieee!! sito fantasticoooo!! :)

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  6. Se vai ad applicare la derivata di un rapporto viene

    (0*(x+1)-1*1)/(x+1)^2=
    =-1/(x+1)^2

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  7. Anonimo16:02

    come mai nel limite in cui si applica il teorema di de l'hopital il -2 viene tenuto fuori? non fa parte del numeratore e quindi non andrebbe anch'esso derivato?

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  8. Ciao Anonimo,

    -2 non fa parte del numeratore: sta fuori dalla frazione...

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  9. Anonimo17:40

    Ja peró la positivitá la potevi mettere ci siamo ubriacati un sacco e alla fine non ci siamo trovati XD se hai tempo please mettila

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  10. Si va per tentativi ponendo f(x)=0, e trovi che la curva interseca l'asse x nel punto x=2,34 circa. Poi, dopo aver studiato le derivate deduci che f(x)>0 quando x>2,34

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  11. Anonimo17:41

    ciao Albert.. io non ho capito xkè hai utilizzato due modi diversi di scrivere la funzione x calcolare l'asintoto verticale e quello obliquo.. x calcolare quello obliquo non potevi scrivere la funzione (x+1)ln(x+1)-2/ x e risolverlo come limite notevole??? grazie

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  12. Invece di scrivere tutta la funzione fratto x, ho scritto il suo nome fratto x, ovvero f(x)/x che è la stessa cosa...

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  13. Anonimo15:40

    ciao,perchè calcolando l asintoto verticale dopo aver applicato hopital ad un certo punto trascuri il denominatore?

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  14. No non trascuro il denominatore. Scrivendo la funzione come

    f(x)=xln(x+1)+ln(x+1)-2

    dividendola per x ottengo:

    f(x)/x = ln(x+1) +(ln(x+1))/x -2/x

    Per x-->+inf
    f(x)/x = +inf +0 -0 = +inf


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  15. Mela18:21

    Scusa scusa scusa sono ancorai io a rompere le scatole, vero che mi spiegheresti anche come trovare il segno della funzione? :)

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  16. è abbastanza complicata come cosa, dovresti porre

    f(x) > 0

    ovvero

    (x+1)ln(x+1)-2 > 0

    xln(x+1) +ln(x+1) -2 > 0

    xln(x+1) > 2 - ln(x+1)

    A questo punto dovresti studiare e disegnare sullo stesso grafico sia la funzione al primo membro sia quella al secondo, e vedere quando la prima è maggiore della seconda.

    Vedi qui:
    http://www.wolframalpha.com/input/?i=xln%28x%2B1%29+%3E+2+-+ln%28x%2B1%29

    Noti che hanno un solo punto di intersezione (per tentativi x=1,35 circa) e la disequazione è vera (e la tua funzione f(x) positiva) quando x>1,35

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  17. Anonimo12:40

    scusi potrebbe scrivere i passaggi di come ha ottenuto (x+1)^-1\(x+1)^-2 nella derivata del limite( non mi quadra il numeratore)

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    1. Derivare il numeratore significa derivare ln(x+1), quindi ottengo: 1/(x+1)=(x+1)^(-1)

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  18. Anonimo14:50

    Ciao Albert, potresti farmi lo studio di questa funzione???

    f(x)= x^3-log(x-1/x+1)

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    1. Mi spiace ma non svolgo studi di funzione completi, se hai qualche domanda in particolare chiedi pure...

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  19. Anonimo18:39

    Ciao Albert facendo f(x)/x a me viene 0...puoi spiegarmi xkè a te viene +infinito? grz anticipatamente

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    1. lim f(x)/x lo puoi scrivere così:
      lim (x+1)/x * ln(x+1) +2/x =
      lim 1 * ln(x+1) +0 =
      lim ln(x+1) = ln(+inf)= +inf

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  20. Anonimo14:58

    Ciao, scusa ma perché il grafico della tua funzione "parte" da (-1;-2)?

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    1. Perchè il limite di f(x) per x che tende a -1 da destra (che è un confine del dominio) va a -2

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  21. Anonimo14:28

    Ciao, scusa il disturbo, ma perchè quando fai il limite che tende a -1, non sostituisci semplicemente alla funzione di partenza invece di mettere (x+1) al denominatore?

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    1. Perchè sostituendo (primo passaggio) ho una forma indeterminata del tipo zero per infinito

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  22. ciao scusa,nel limite che tende a -1.come fa a diventare una forma indeterminata del tipo inf/inf ?? perchè al numeratore:log di 0 è inf ma sotto viene 0 quindi in teoria non si può applicare de l'hospital..come si fa? Grazie

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    1. perchè come vedi (x-1) lo scrivo come 1/(x-1)^(-1)

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  23. Ciao, scusa la domanda idiota: rifacendo da sola l'esercizio ho tentato di trovare anche l'intersezione con l'asse delle x e delle y.
    Ovviamente con x=0 mi porta y=-2 (come a te) mentre con y=0 mi porta che non esiste soluzione.
    Ma allora la mia domanda è: come fa il grafico ad intersecare l'asse delle x ma non si riesce a calcolarne il punto?

    Grazie mille :)

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    1. la soluzione c'è, solo che è difficile trovarne il valore...tutto qui ;)

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  24. Ciao scusa,ma il dominio non dovrebbe essere x>0. ?

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    1. Tutto l'argomento del logaritmo dev'essere positivo: x+1>0 --> x>-1

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  25. Perché hai omesso il segno?

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  26. lo studio del segno per questa funzione come esce?? grazie in anticipo!

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  27. potresti spiegarmi i passaggi riguardo l'applicazione del teorema di De Hopital?? grazie :)

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  28. scusate potreste spiegarmi come si fa il dominio?grazie

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    1. i logaritmi devono avere Base Maggiore di 0 e Diversa da 1
      e argomento Maggiore di 0. Essendo "e" la base di ln rimane solo da efffettuare lo studio dell'argomento. basta porre (x+1)>0 ed eseguire i calcoli

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  29. Ciao! Davvero non esiste una soluzione di tipo algebrico per l'equazione f(x)=0 ???

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  30. Salve , per favore potreste spiegarmi perchè lim. x--> -1+ ln(x+1) = inf. e non -inf.? grazie " infinite"

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