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[Risolto] Salve, qualcuno può aiutarmi a risolvere questo problema?

  

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Problema 1
Considera la famiglia di funzioni $f_a: R \rightarrow R$ definita ponendo

$$
f_a(x)=\frac{x+a}{1+x^2}
$$

dove $a$ è un parametro reale.
1. Dimostra che, per qualsiasi valore di $a$, il grafico di $f_a(x)$ presenta un punto di massimo relativo, un punto di minimo relativo e un solo asintoto.
2. Dimostra che, per qualsiasi valore di $a$, la retta tangente al grafico di $f_a(x)$ nel suo punto $C$ di intersezione con l'asse $y$ ha in comune con il grafico di $f_a(x)$ anche l'intersezione $D$ con l'asse $x$. Determina per quale valore di $a>0$ il segmento $C D$ misura $2 \sqrt{2}$.
3. Indica con $g(x)$ la funzione che si ottiene per il valore $a=2$ trovato al punto precedente. Studia e rappresenta graficamente $g(x)$, limitandoti allo studio della derivata prima.
4. Trova per quale valore di $a$ nella famiglia delle funzioni $f_a(x)$ si ottiene la funzione $h(x)$ che ha il grafico simmetrico rispetto all'origine.
Verifica che $g(x)>h(x)$ per ogni $x$ del loro dominio e calcola l'area compresa tra i grafici delle due funzioni nell'intervallo $[-1 ; 1]$.

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1 Risposta



2

{Svolgo i primi due punti, per gli altri due si vedrà.

y = (x + a)/(1 + x^2)

Funzione razionale fratta: C.E. : R

Derivate:

y'= - (x^2 + 2·a·x - 1)/(x^2 + 1)^2

y''= 2·(x^3 + 3·a·x^2 - 3·x - a)/(x^2 + 1)^3

--------------------------

y' =0  se : x^2 + 2·a·x - 1 = 0

essendo : Δ/4 = a^2 + 1 > 0 sempre, la funzione ammette sempre due punti stazionari.

x = - √(a^2 + 1) - a ∨ x = √(a^2 + 1) - a

In corrispondenza del primo hai:

y''=(√(a^2 + 1) + a)·(√(a^2 + 1) - a)^3/(2·√(a^2 + 1)) >0

sempre quindi un punto di minimo relativo.

In corrispondenza del secondo hai:

y''= (a - √(a^2 + 1))·(√(a^2 + 1) + a)^3/(2·√(a^2 + 1)) <0

sempre quindi un punto di massimo relativo

Non sono presenti asintoti verticali perché la funzione è definita per ogni x reale.

Vi è asintoto orizzontale y=0 perché N(x) ha grado inferiore al D(x)

------------------------------------------------

{y = (x + a)/(1 + x^2)

{x = 0

Risolvo ed ottengo:[x = 0 ∧ y = a]

C [0,a]

Tangente alla funzione in C:

f'(0)= - (0^2 + 2·a·0 - 1)/(0^2 + 1)^2 = 1

y - a = 1·x---> y = x + a

Intersezione della tangente con asse delle x:

{y = x + a

{y = 0

risolvo ed ottengo: [x = -a ∧ y = 0]

D [-a, 0]

Il punto D appartiene anche al grafico della funzione in studio.

CD = √(a^2 + a^2) = √2·ABS(a)

per a>0: CD=√2·a

Dovendo essere CD = 2·√2----> a=2

 

 

@lucianop 👍👌👍



Risposta
SOS Matematica

4.6
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