Studio di funzioni - Esercizio 5

Studiare la seguente funzione: \[ f\left(x\right)=x^{2}e^{3x+5} \] 1) Dominio: \[ D=\mathbb{R} \] 2) Simmetrie: \[ f\left(-x\right)=x^{2}e^{-3x+5} \] \[ f\left(-x\right)\neq f\left(x\right) \] \[ f\left(-x\right)\neq-f\left(x\right) \] f(x) non è ne pari ne dispari.

3) Intersezioni con gli assi: \[ \left\{ \begin{array}{c} x=0\\ y=0 \end{array}\right.\rightarrow\left(0;0\right)\in f\left(x\right) \] 4) Segno: \[ f\left(x\right)\geq0\:\forall x\in D \] 5) Limiti: \[ \lim_{x\rightarrow-\infty}f\left(x\right)=\left[\infty\cdot0\right] \] \[ \lim_{x\rightarrow-\infty}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-\infty}\frac{x^{2}}{e^{-3x-5}}=\left[\frac{\infty}{\infty}\right] \] Risolviamolo con De L'Hopital: \[ \lim_{x\rightarrow-\infty}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-\infty}\frac{2x}{-3e^{-3x-5}}=\left[\frac{\infty}{\infty}\right] \] \[ \lim_{x\rightarrow-\infty}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow-\infty}\frac{2}{9e^{-3x-5}}=0 \] y=0 è un asintoto orizzontale per la funzione data. \[ \lim_{x\rightarrow+\infty}f\left(x\right)=+\infty \] \[ \lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{f\left(x\right)}{x}=+\infty \] Non ci sono asintoti obliqui.

6) Derivate:

Calcoliamo la derivata prima: \[ f'\left(x\right)=2xe^{3x+5}+3x^{2}e^{3x+5} \] \[ f'\left(x\right)=e^{3x+5}\left(3x^{2}+2x\right) \] Studiamone il segno: \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow3x^{2}+2x\geq0 \] \[ f'\left(x\right)\geq0\rightarrow x\leq-\frac{2}{3}\:\vee\: x\geq0 \] Otteniamo quindi un minimo per \[ x_{MIN}=0 \] e un massimo per \[ x_{MAX}=-\frac{2}{3} \]

Derivata seconda: \[ f''\left(x\right)=3e^{3x+5}\left(3x^{2}+2x\right)+e^{3x+5}\left(6x+2\right) \] \[ f''\left(x\right)=e^{3x+5}\left(9x^{2}+12x+2\right) \] \[ f''\left(x\right)\geq0\rightarrow9x^{2}+12x+2\geq0 \] Otteniamo due punti di flesso: \[ x_{F1}=\frac{-2-\sqrt{2}}{3} \] \[ x_{F2}=\frac{-2+\sqrt{2}}{3} \]

37 commenti:

  1. Anonimo20:31

    scusami albert ma nel limite che va a - 00 xchè viene 0+??

    non dovrebbe venire oo/( e(^-00)) cioè 00???

    grazie e scusa il disturbo.

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  2. Ciao,
    non viene inf/e^(-inf),
    al denominatore c'è e^(-3x-5), se al posto di x metti -inf ottieni e^(-(-inf))=e^(+inf)=+inf
    Quindi hai una forma indeterminata inf/inf che si risolve o con del'hopital (applicato 2 volte), oppure più semplicemente col confronto tra infiniti: e^inf è un infinito "più grande" di x^2, quindi "vince" e porta il limite a zero.

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  3. Anonimo11:49

    Buongiorno,non riesco a capire alcune cose:
    -nel secondo passaggio dello svolgimento del limite con De L'Hopital perché viene 2/9 ecc...?
    -come mai cerca eventuali asintoti obliqui se vi è un asintoto orizzontale?
    -come faccio a trovare i valori delle y dei massimi e dei minimi quando ho e elevato qualcosa?
    Stesso problema che riscontro con i punti di flesso..

    Grazie anticipatamente per la risposta..

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  4. Ciao,

    - Perchè la derivata del numeratore è 2, e la derivata del denominatore è -3*e^(-3x-5) *(-3) = 9e^(-3x-5)

    - L'asintoto orizzontale c'è per x che tende a MENO infinito, mentre per x che tende a +infinito dobbiamo cercare un eventuale asintoto obliquo

    - Al posto della x nella funzione iniziale sostituisci la x del massimo (o del minimo), e fai i calcoli

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  5. Anonimo10:16

    Grazie mille per i chiarimenti,mi sono accorto delle sviste!

    Un'ultima cosa:quando ho e elevato qualcosa devo sostituire il suo valore numerico? Perché in questi studi di funzione capita spesso che la y di un massimo sia,ad esempio,e^5.

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  6. Perchè, se ad esempio al funzione è xe^(x-1) e la x del massimo è 6... la y viene:

    6*e^(6-1) = 6e^5

    Cioè se i conti vengono all'esponente è normale che la base rimanga quella ("e" in questo caso), e anche all'esponente viene un numero (non più una funzione di x).

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  7. Ciao Albert, ho un dubbio per quanto riguarda l'intersezione della funzione con l'asse x. Mi spieghi quali sono i calcoli che portano ad y=0? Grazie in anticipo.

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  8. Ciao Danny,

    se pongo y=0 ottengo:

    x^2 e^(3x+5) = 0

    La funzione è uguale a zero quando almeno uno dei due fattori che la compongono è uguale a zero (regola di annullamento del prodotto) quindi:

    x^2=0 --> x=0 quindi f(x) passa per O(0;0)

    e^(3x+5)=0 --> qui non trovo altre soluzioni perchè una funzione esponenziale non è mai uguale a zero

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  9. Grazie mille Albert. Sito fantastico e molto ben fatto.. Complimenti.

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  10. Grazie a te, buono studio!

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  11. Anonimo12:35

    Ciao ti volevo chiedere essendo il limite di x che tende a + infinito uguale a + infinito e quello di x che tende a meno infinito uguale a 0 non si poteva fare a meno di calcolare gli asintoti abliqui?

    grazie

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  12. Anonimo13:48

    ho visto che hai gia risposto ad una domanda simile!

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  13. Anonimo14:14

    salve non ho capito una cosa, quando studia il segno della derivata prima pone x^2+2x maggiore uguale a 0 e ottiene x maggiore uguale a 2/3,
    per ottenere f′(x)≥0→x≤−23∨x≥0 vuol dire che c'è anche un x≥0 ma da dove lo ottiene?

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  14. Anonimo15:47

    è spuria...scusa sono leso =_o

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    1. L'importante è aver risolto ;)

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    2. ma e' maggiore o minore di 2/3?

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    3. Ma se studiamo il segno della f' >=o...come mai hai messo <=-2/3 ?????

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    4. Ripassa le disequazioni di secondo grado ;)

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  15. Anonimo10:59

    potreste calcolarmi la derivata prima e seconda di questa funzione
    18*(1-e^-x/18)
    grazie

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    1. La tua funzione la puoi scrivere come
      f(x)=18-18e^(-x/18)
      quindi:
      f'(x)= -18 * e^(-x/18) * (-1/18)
      f'(x)= e^(-x/18)

      f''(x)= e^(-x/18) * (-1/18)
      f''(x)= -1/18 e^(-x/18)

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  16. Anonimo10:58

    ciao albert mi puoi far vedere come si calcola la ymax e come viene graficamente il punto massimo? nn riesco a capire come va a finire li su il punto massimo

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    1. y(max)=(-2/3)^2 e^(3(-2/3)+5)=
      =4/9 e^3 che è circa 8,8...poi tieni conto che nel grafico rappresentato x e y non è detto che abbiano la stessa scala..

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  17. Anonimo10:03

    Ciao Albert, scusa la domanda, ma non ho capito nel 5 passaggio come sei arrivato a trasfomare la moltiplicazione di x^2 per l'e in una fratta..

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    1. Ho usato il principio:
      a^b = 1/(a^(-b))
      Per esempio 2^2=1/(2^(-2))=1/(1/4)=1*4=4

      quindi ho portato al denominatore l'esponenziale cambiando segno all'esponente

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  18. Anonimo13:15

    ciao volevo sapere come mai nel passaggio del segno viene per ogni x appartenente ad R. Io ho pensato per l'insieme dei valori che è solo R+?? Grazie in anticipo

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    1. La funzione è un prodotto di due fattori: il primo (x^2) è un quadrato e quindi sempre positivo, il secondo è un esponenziale e quindi sempre positivo. Di conseguenza il prodotto tra due fattori positivi è sempre positivo.

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  19. Ciao Albert,
    ascolta non ho capito il passaggio per ottenere i punti di max e di minimo...

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    1. La funzione sale (derivata prima positiva) prima di -2/3, scende tra -2/3 e 0 (derivata prima negativa), e sale per x>0: quindi, visto che in x=0 e x=-2/3 la derivata si annulla, allora x=0 è un minimo e x=-2/3 un massimo.

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  20. scusa ma nello studio dei limiti se io il limite lo scrivessi come
    (e^(3x+5))/(x^(-2))
    non andrebbe bene lo stesso??? infatti, essendo e di ordine maggiore otterrei Inf come risultato....fammi sapere!!
    grazie e complimenti per il sito!

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    1. Si è ok anche il tuo ragionamento. Grazie!

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  22. scusami Albert, a me la derivata prima risulta e^(3x+5) (x^2 +2x+3) cosa sbaglio??
    ti ringrazio in anticipo

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  23. ciao questo sito è stupendo ed ho imparato molte cose...quindi molte grazie .però ho un grande dubbio se nelle disequazioni pongo >0 allora le soluzioni saranno per valori esterni, mentre se pongo la disequazione <0 per valori interni.volevo sapere se il mio ragionamente è giusto....

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  24. è uguale maggiore o minore...devi vedere se sono concordi o discordi...cioe se il segno della x di grado maggiore è concorde o discorde con il maggiore o minore che hai messo( di solito si mette maggiore)
    la x di grado maggiore, per esempio positivo, si dice concorde con il segno maggiore...allora avrai valori esterni e viceversa

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  25. ciao, complimenti davvero per questo sito! vorrei sapere qual è la regola per trovare la derivata di e^nx? e per e^nx+m è uguale?

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