Studiare la seguente funzione:
\[
f\left(x\right)=2x^{2}\ln x
\]
1) Dominio:
\[
D=\left(0;+\infty\right)
\]
2) Simmetrie:
\[
f\left(-x\right)=2x^{2}\ln\left(-x\right)
\]
\[
f\left(-x\right)\neq f\left(x\right)
\]
\[
f\left(-x\right)\neq-f\left(x\right)
\]
f(x) non è ne pari ne dispari.
3) Intersezioni con gli assi:
\[
\left\{ \begin{array}{c}
f\left(x\right)=0\\
x=1
\end{array}\right.\rightarrow\left(1;0\right)\in f\left(x\right)
\]
4) Segno:
\[
f\left(x\right)>0\rightarrow\ln x>0\rightarrow x>1
\]
5) Limiti:
\[
\lim_{x\rightarrow0^{+}}f\left(x\right)=\left[0\cdot\infty\right]
\]
\[
\lim_{x\rightarrow0^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow0^{+}}\frac{2\ln x}{x^{-2}}=\left[\frac{\infty}{\infty}\right]
\]
Risolviamolo con De L'Hopital:
\[
\lim_{x\rightarrow0^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow0^{+}}\frac{2x^{-1}}{-2x^{-3}}
\]
\[
\lim_{x\rightarrow0^{+}}f\left(x\right)=\lim_{x\rightarrow0^{+}}-x^{2}=0^{-}
\]
\[
\lim_{x\rightarrow+\infty}f\left(x\right)=+\infty
\]
\[
\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{f\left(x\right)}{x}=+\infty
\]
Non ci sono asintoti obliqui.
6) Derivate:
Calcoliamo la derivata prima:
\[
f'\left(x\right)=4x\ln x+2x^{2}\cdot\frac{1}{x}
\]
\[
f'\left(x\right)=2x\left(2\ln x+1\right)
\]
Studiamone il segno:
\[
f'\left(x\right)\geq0\rightarrow2\ln x+1\geq0
\]
\[
f'\left(x\right)\geq0\rightarrow\ln x\geq-\frac{1}{2}
\]
\[
f'\left(x\right)\geq0\rightarrow x\geq e^{-\frac{1}{2}}
\]
Otteniamo quindi un minimo per
\[
x_{MIN}=e^{-\frac{1}{2}}
\]
Derivata seconda:
\[
f''\left(x\right)=2\left(2\ln x+1\right)+2x\cdot\frac{2}{x}
\]
\[
f''\left(x\right)=4\ln x+6
\]
\[
f''\left(x\right)\geq0\rightarrow4\ln x+6\geq0
\]
\[
f''\left(x\right)\geq0\rightarrow\ln x\geq-\frac{3}{2}
\]
\[
f''\left(x\right)\geq0\rightarrow x\geq e^{-\frac{3}{2}}
\]
Otteniamo un punto di flesso:
\[
x_{F}=e^{-\frac{3}{2}}
\]


nel limite che tende a zero,come si fa ad avere ciò che sta nella parentesi tonda?
RispondiEliminaQuella che sta nella parentesi tonda è la derivata del denominatore, invece 1/x è la derivata del numeratore: ho applicato il teorema di De L'Hopital.
RispondiEliminascusa la y del flesso non è -3/e^(3/2)?grazie :)
RispondiEliminaCiao!
RispondiEliminaNo è giusto così, se sostituisci x=e^(-3/2) nella f(x) ottieni:
y=2e^(-3/2*2)*ln(e^(-3/2))
y=2e^(-3)*(-3/2)
y=-3/(e^3)
Ciao..
RispondiEliminaNalcampo di esistenza non si dovrebbe mettere anche x diverso da 1 visto che il log di 1 è zero e si annullerebbe tutta la funzione??
Ciao Anonimo,
RispondiEliminaAnnullarsi significa valere zero ,che è un numero come gli altri. Per x=1, proprio perchè la funzione si annulla, essa ESISTE e vale y=0.
Ciao! Ancora non riesco a capire come fa a venire la derivata del denominatore nel limite che tende a 0 quando usi de l'Hopital.... (quello nella parentesi tonda)
RispondiEliminaGrazie!
Ciao Daniele,
RispondiEliminala derivata del numeratore lnx è 1/x. La derivata del denominatore 1/(2x^2)=(x^(-2))/2 è (-2x^(-2))/2=-1/x^3.
Quindi il limite diventa:
lim (1/x)/(-1/x^3) =
lim (1/x):(-1/x^3) =
lim (1/x)(-x^3) =
lim -x^2 = 0
Come fai ad avere f(e^-1/2)=-1/e???
RispondiEliminaCiao Anonimo,
RispondiEliminasostituisco x=e^(-1/2) nella funzione iniziale, ecco i passaggi:
f(e^(-1/2)) = 2 * (e^(-1/2))^2 * ln(e^(-1/2))
f(e^(-1/2)) = 2 * e^(-1) * (-1/2)
f(e^(-1/2)) = -1 * 1/e = -1/e
mi puoi gentilmente spiegare come ti sei calcolato la derivata I???? grazie!!
RispondiEliminaApplico la regola di derivazione di un prodotto di funzioni:
Eliminaf(x)=g(x)h(x)
f(x)=g'(x)h(x)+g(x)h'(x)
In questo caso:
g(x)=2x^2
g'(x)=4x
h(x)=ln(x)
h'(x)=1/x
Quindi:
f'(x)=4xln(x) +2x^2 1/x
semplifico la x:
f'(x)=4xln(x) +2x
e raccolgo il 2x:
f'(x)=2x(2ln(x) +1)
grazie milleee!!!!!!!!
Eliminaciao ma a me l'intersezione viene 1\2 potrebbe spiegarmi i passaggi?
RispondiEliminaLa funzione si annulla quando si annulla il logaritmo:
Eliminalnx=0 --> x=1
Ciao Albert ..scusa mi potresti spiegare lo studio del segno ?
RispondiEliminaNel dominio 2x^2 è sempre positivo quindi il segno della funzione coincide col segno di log(x)
EliminaCiao Albert, ho una funzione f(x)= xlogx e non riesco a trovare i limiti e il segno della derivata prima! Come devo fare?
RispondiEliminaLimiti:
EliminaPer x->+inf f tende a (+inf)(+inf)=+inf
Per x->0+ ti viene una forma indeterminata 0*inf che si risolve con de l'hopital una volta scritta la funzione come logx/(1/x)
Derivata:
f'=logx +x*1/x = logx +1
f'>0 -> logx>-1 -> x>e^(-1)
il dominio è sbagliato Ln x>0 risulta x>1 no x>0!!!
RispondiEliminadevi porre l'argomento maggiore di zero (ovvero x), non tutto il logaritmo...
EliminaCiao,
RispondiEliminaperchè quando poni la derivata prima maggiore di zero non tieni conto del 2x e quindi anche x>0? grazie:)
Ciao, volevo chiederti, sul punto di flesso ti viene e^(-3\2) io facendo un calcolo un po' diverso mi viene -erade è la stessa cosa o ho sbagliato?
RispondiEliminaMi correggo, mi viene erade senza -
EliminaCiao Albert, mi spiegheresti come mai nell'intersezione ti viene x=1? Non ho capito il passaggio di calcolo... grazie mille.
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