Prof. Mauro La Barbera

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Analisi

Classe quinta

STUDIO COMPLETO DELLA FUNZIONE:

 

 

1)     Classificazione e Campo di esistenza :

 

Funzione algebrica razionale intera di quarto grado, parabola quartica, C.E. o dominio della funzione è :       (simbologia insiemistica) , oppure  (simbologia topologica).

 

 

2)   Simmetrie :

 

Si pone  allora:  ossia: , quindi la funzione non è simmetrica rispetto all’asse delle ordinate, cioè non è una funzione pari, perché dal punto di vista algebrico si ha che , inoltre, non è simmetrica rispetto all’origine degli assi cartesiani, ossia non è una funzione dispari, perché si ottiene che  .

 

3)     Studio del segno :

 

Si pone il secondo membro dell’equazione della funzione maggiore o uguale a zero, cioè:

       cioè:  , pertanto, si può scrivere:

      1 fattore:  ,

      2 fattore:  per  .

Quindi per  e per la funzione è positiva, mentre per  la funzione è negativa, infine per   e  per  la funzione è nulla.

 

 

 

4)   Intersezioni con gli assi cartesiani :

 

 ossia passa per l’origine degli assi cartesiani.

 ossia interseca l’asse delle x, sia nell’origine che nel punto .

 

 

5)   Andamento della funzione agli estremi dell’intervallo che costituisce il dominio :

 

  e   .

 

 

6)   Crescenza e/o decrescenza :

 

Si calcola la derivata prima della funzione, cioè:  , si pone poi la derivata prima maggiore o uguale a zero, cioè:  , ossia: , pertanto, si ottiene:

1 fattore:  la disequazione è sempre verificata nel C.E. ,  cioè  ;

2 fattore:  per .

 

 

Quindi, la derivata prima della funzione data è negativa per  e per  , pertanto, ivi la funzione è decrescente, mentre la derivata prima della funzione è positiva per  , allora, ivi la funzione  è crescente. Infine, la derivata prima è nulla per  e  per  , ivi la funzione è costante. (L’annullarsi della derivata prima è condizione necessaria affinché esistano punti estremanti, ossia minimanti o massimanti.)

 

7)   Massimi, minimi relativi e flessi a tangente orizzontale :

     

La funzione data ha nell’origine degli assi cartesiani un punto di flesso discendente a tangente orizzontale, mentre ha un minimo relativo nel punto di ascissa (minimante). Per determinare il valore di minimo si sostituisce   nell’equazione della funzione, ossia . Pertanto, la funzione ha un minimo relativo in .

 

 

8)     Concavità e/o convessità :

 

Si calcola la derivata seconda della funzione, cioè: .

Si pone poi la derivata seconda maggiore o uguale a zero, cioè: , ossia  , pertanto, si ottiene:

1 fattore:  ;

2 fattore: .

Quindi la derivata seconda della funzione data è positiva per  e per  , pertanto, ivi la funzione è concava verso l’alto, mentre la derivata seconda della funzione è negativa  per   , ivi la funzione è concava verso il basso, inoltre, la derivata seconda si annulla per  e per  . (L’annullarsi della derivata seconda è condizione necessaria affinché esistano punti di flesso.)

 

 

9)     Ricerca di ulteriori punti di flesso a tangente obliqua :

 

      La funzione data presenta due punti di inflessione, e precisamente:

 , ossia l’origine degli assi cartesiani, punto di flesso discendente a tangente orizzontale, (precedentemente trovato) e un punto di flesso a tangente obliqua per . Per determinare l’ordinata del punto di flesso si sostituisce  nell’equazione della funzione data, cioè  , pertanto, si ottiene il punto . Infine , per stabilire se è un punto di flesso ascendente o discendente si osserva che nel valore   la derivata prima della funzione risulta negativa, quindi si può affermare che la tangente obliqua del flesso è decrescente, quindi il punto è un punto di inflessione discendente.

 

 

Osservazioni finali:

 

*      Il punto di minimo relativo  risulta essere anche il punto di minimo assoluto.

 

*      Per determinare l’equazione della tangente obliqua del punto di flesso  si applica la seguente formula (equazione della retta passante per un punto):  dove  , mentre   e  sono le coordinate del punto di flesso. Pertanto, ha senso scrivere:

 quindi     

 

ossia l’equazione della tangente obliqua del flesso .

 

 

*      La funzione data essendo algebrica razionale intera non presenta asintoti.

 

 

 

 

 

10)  Grafico :

 

 

 

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