Pregunta
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\( f ( x ) = \underset { x } { x } \cdot \exp ( \frac { 4 x + 2 } { x ^ { 2 } + 2 } ) \)

Ask by Bolton Martinez. in Italy
Jan 24,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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Per la funzione \( f(x) = x \cdot \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \), il dominio è tutti i numeri reali. La funzione è continua su tutto il suo dominio. La derivata \( f'(x) \) può essere calcolata utilizzando la regola del prodotto e la regola della catena. Per trovare i punti critici, si pone \( f'(x) = 0 \) e si risolve l'equazione.

Solución

Per analizzare la funzione \( f(x) = x \cdot \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \), possiamo esaminare le sue caratteristiche, come il dominio, la continuità e i punti critici. Procediamo passo dopo passo. ### 1. Dominio della funzione Il dominio di \( f(x) \) è determinato dai valori di \( x \) per cui l'espressione è definita. Poiché \( \exp(x) \) è definita per tutti i numeri reali e \( x \) è definito per tutti i numeri reali, il dominio di \( f(x) \) è: \[ D_f = \mathbb{R} \] ### 2. Continuità La funzione è continua su tutto il suo dominio, poiché è il prodotto di funzioni continue. ### 3. Derivata della funzione Per trovare i punti critici, calcoliamo la derivata \( f'(x) \). Utilizzeremo la regola del prodotto e la regola della catena. La derivata di \( f(x) \) è data da: \[ f'(x) = \frac{d}{dx}\left[x \cdot \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right)\right] \] Utilizziamo la regola del prodotto: \[ f'(x) = x' \cdot g(x) + x \cdot g'(x) \] dove \( g(x) = \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \) e \( g'(x) \) è la derivata di \( g(x) \). Calcoliamo \( g'(x) \) utilizzando la regola della catena: \[ g'(x) = \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \cdot \frac{d}{dx}\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \] Ora calcoliamo la derivata di \( \frac{4x + 2}{x^2 + 2} \) usando la regola del quoziente: \[ \frac{d}{dx}\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) = \frac{(4)(x^2 + 2) - (4x + 2)(2x)}{(x^2 + 2)^2} \] Procediamo a calcolare questa derivata e poi sostituiamo per trovare \( f'(x) \). ### 4. Calcolo della derivata Calcoliamo \( g'(x) \) e quindi \( f'(x) \). Iniziamo con il calcolo della derivata di \( \frac{4x + 2}{x^2 + 2} \): \[ \frac{d}{dx}\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) = \frac{4(x^2 + 2) - (4x + 2)(2x)}{(x^2 + 2)^2} \] Calcoliamo il numeratore: \[ 4(x^2 + 2) - (4x + 2)(2x) = 4x^2 + 8 - (8x^2 + 4x) = -4x^2 + 4 \] Quindi, la derivata diventa: \[ \frac{-4x^2 + 4}{(x^2 + 2)^2} \] Ora possiamo calcolare \( g'(x) \): \[ g'(x) = \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \cdot \frac{-4x^2 + 4}{(x^2 + 2)^2} \] Infine, sostituiamo \( g'(x) \) in \( f'(x) \): \[ f'(x) = \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \cdot \frac{-4x^2 + 4}{(x^2 + 2)^2} + x \cdot \exp\left(\frac{4x + 2}{x^2 + 2}\right) \cdot \frac{-4x^2 + 4}{(x^2 + 2)^2} \] ### 5. Punti critici Per trovare i punti critici, poniamo \( f'(x) = 0 \) e risolviamo l'equazione. Procediamo a calcolare \( f'(x) = 0 \) e trovare i valori di \( x \) che soddisfano questa condizione. Se hai bisogno di ulteriori dettagli o di calcolare specificamente i punti critici, fammelo sapere!

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

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The Deep Dive

Did you know that functions like \( f(x) \) can often be analyzed using concepts from calculus? For \( f(x) \), you could investigate its behavior by finding its derivative to understand where it increases or decreases. This can help uncover any local minima or maxima, revealing important characteristics about how the function behaves across its domain—fun stuff! In real-world scenarios, functions like these often model complex phenomena such as population growth, investment returns, or even the spread of diseases. The exponential component suggests that certain trends may accelerate or decelerate rapidly—an essential insight in fields ranging from biology to finance! Understanding how to interpret and apply such functions can give you a superpower in various analytical contexts.

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