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[Risolto] esponenziali e logaritmi

  

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Data la funzione $\mathrm{f}(\mathrm{x})=\frac{3^{\mathrm{x}+1}-9^{\mathrm{x}}}{3^{2 \mathrm{x}+1}-10 \cdot 3^{\mathrm{x}}+3}$
a. determinane il dominio;
b. studiane il segno e trova le regioni del piano cartesiano dove giace il suo grafico;
c. trova gli eventuali zeri;
d. determina la funzione $\mathrm{y}=\mathrm{g}(\mathrm{x})$ il cui grafico è simmetrico di quello della funzione $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ rispetto alla retta di equazione $y=1$.
e. determina il numero dei punti che hanno in comune i grafici delle due funzioni $y= f(x)$ e $y=g(x)$.

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$ f(x) = \frac{3 \cdot 3^x - 3^{2x}}{3 \cdot3^{2x}-10\cdot 3^x+3} = -\frac{3^x(3^x - 3)}{(3^x-3)(3 \cdot 3^x-1)} $

  • Dominio = ℝ\{-1, 1}
    • due punti di discontinuità che derivano da $3^x \ne 3$  e da $ 3^x \ne \frac{1}{3}$

 

      • per x = -1 
      • $ \displaystyle\lim_{x \to -1^-} f(x) = +\infty$
      • $ \displaystyle\lim_{x \to -1^+} f(x) = -\infty$
      • Si tratta di un asintoto verticale di equazione x = -1

 

      • per x = 1 
      • $ \displaystyle\lim_{x \to 1^-} f(x) = -\frac{3}{8}$
      • $ \displaystyle\lim_{x \to 1^+} f(x) = -\frac{3}{8}$
      • Si tratta di una discontinuità eliminabile

 

  • Zeri = Ø. Il candidato x = 1 non appartiene al dominio.

 

  • Segno f(x).

_________-1____________1____________

+++++++++++++++++0------------------   (3*3ˣ - 9ˣ)   

-------------------------------X++++++++++   (3ˣ - 3)

-------------X++++++++++++++++++++   (3*3ˣ - 1)

+++++++X----------------X-------------------    f(x)

cioè

  1. f(x) < 0   in (-1, 1) e in (-1, +∞)
  2. f(x) = 0  Ø
  3. f(x) > 0   in (-∞, -1)

 

  • g(x)  

La trasformazione da utilizzare è 

$ T = \left\{\begin{aligned} x' &= x \\ y' &= 2 \cdot 1 - y \end{aligned} \right. $

dalla quale ricaviamo

$ \left\{\begin{aligned} x &= x' \\ y &= 2 - y' \end{aligned} \right. $

per cui essendo la g(x) = y'

$ g(x) = 2 - \frac{3 \cdot 3^x - 3^{2x}}{3 \cdot3^{2x}-10\cdot 3^x+3} $

 

  • Intersezioni f(x) e g(x).

Si tratta di risolvere il sistema composto dalle due funzioni, cioè

$ \left\{\begin{aligned} g(x) &= 2 - f(x) \\ g(x) &= f(x) \end{aligned} \right. $

dal quale ricaviamo 

$ f(x) = 1 $     cioè

$ -\frac{3^x}{3 \cdot 3^x -1} = 1 $

$ 3^x = 1 - 3\cdot3^x$

$ 3^x = \frac{1}{4}$

$ x = log_3(\frac{1}{4}) $   cambio base per esprimere la soluzioni in termini di logaritmi naturali

$ x = -\frac{ln(4)}{ln(3)}$

 

Una sola intersezione come evidenzia il grafico.

 

https://www.desmos.com/calculator/cnlgngp9kj

 



Risposta
SOS Matematica

4.6
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