Answer
Las funciones logarítmicas analizadas son:
1. \( \log_{3}(x + 9) \): Definida para \( x > -9 \), con intersecciones en (0,2) y (-8,0). Es positiva para \( x > -8 \) y negativa para \( -9 < x < -8 \), con una asíntota vertical en \( x = -9 \).
2. \( \log_{3}x + 9 \): Definida para \( x > 0 \), con intersección en (1,9) y (-1,0). Es positiva para \( x > \frac{1}{19683} \) y negativa para \( 0 < x < \frac{1}{19683} \), con una asíntota vertical en \( x = 0 \).
3. \( \log_{3}(-x) \): Definida para \( x < 0 \), con intersección en (-1,0). Es positiva para \( x < -1 \) y negativa para \( -1 < x < 0 \), con una asíntota vertical en \( x = 0 \).
4. \( \log_{\frac{1}{3}}(x) \): Definida para \( x > 0 \), con intersección en (1,0). Es positiva para \( 0 < x < 1 \) y negativa para \( x > 1 \), con una asíntota vertical en \( x = 0 \).
5. \( \log_{\frac{1}{3}}(-x) \): Definida para \( x < 0 \), con intersección en (-1,0). Es positiva para \( -1 < x < 0 \) y negativa para \( x < -1 \), con una asíntota vertical en \( x = 0 \).
6. \( \log_{1}(-x + 1) \): No está definida porque la base del logaritmo es 1, lo que hace que la función no tenga sentido matemático.
En resumen, las gráficas y propiedades de estas funciones logarítmicas se han analizado detalladamente, considerando su dominio, imagen, intersecciones, positividad, negatividad y asíntotas.
Solution
Claro, a continuación se presentan las gráficas y el análisis de las funciones logarítmicas mencionadas:
## 1. \( \log_{3}(x + 9) \)
### **Gráfica:**
La gráfica de \( \log_{3}(x + 9) \) es una curva logarítmica que se desplaza 9 unidades hacia la izquierda respecto a la gráfica estándar de \( \log_{3}(x) \).
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
x + 9 > 0 \implies x > -9
\]
\[
\text{Dominio}: (-9, +\infty)
\]
- **Imagen (Rango):**
\[
\text{Imagen}: \mathbb{R} \quad (\text{todos los números reales})
\]
- **Intersecciones con los ejes:**
- **Intersección con el eje y:**
Para \( x = 0 \):
\[
\log_{3}(0 + 9) = \log_{3}(9) = 2
\]
\[
\text{Punto: } (0, 2)
\]
- **Intersección con el eje x (cero de la función):**
\[
\log_{3}(x + 9) = 0 \implies x + 9 = 1 \implies x = -8
\]
\[
\text{Punto: } (-8, 0)
\]
- **Positividad y Negatividad:**
- La función es **positiva** cuando \( \log_{3}(x + 9) > 0 \implies x + 9 > 1 \implies x > -8 \).
- La función es **negativa** cuando \( 0 < x + 9 < 1 \implies -9 < x < -8 \).
- **Asíntotas:**
- **Asíntota vertical** en \( x = -9 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{3}(x + 9) \) está definida para \( x > -9 \), tiene una intersección con el eje y en (0, 2) y con el eje x en (-8, 0). Es positiva para \( x > -8 \) y negativa para \( -9 < x < -8 \). La asíntota vertical en \( x = -9 \) indica que la función se aproxima a este valor pero nunca lo alcanza.
---
## 2. \( \log_{3}x + 9 \)
### **Gráfica:**
Esta función es una transformación vertical de \( \log_{3}x \), desplazada 9 unidades hacia arriba.
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
x > 0
\]
- **Imagen (Rango):**
\[
\text{Imagen}: \mathbb{R} \quad (\text{todos los números reales})
\]
- **Intersecciones con los ejes:**
- **Intersección con el eje y:**
Para \( x = 1 \):
\[
\log_{3}(1) + 9 = 0 + 9 = 9
\]
\[
\text{Punto: } (1, 9)
\]
- **Intersección con el eje x (cero de la función):**
\[
\log_{3}x + 9 = 0 \implies \log_{3}x = -9 \implies x = 3^{-9} = \frac{1}{19683}
\]
\[
\text{Punto: } \left(\frac{1}{19683}, 0\right)
\]
- **Positividad y Negatividad:**
- **Positiva:** \( \log_{3}x + 9 > 0 \implies \log_{3}x > -9 \implies x > 3^{-9} \)
- **Negativa:** \( \log_{3}x + 9 < 0 \implies \log_{3}x < -9 \implies 0 < x < 3^{-9} \)
- **Asíntotas:**
- **Asíntota vertical** en \( x = 0 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{3}x + 9 \) está definida para \( x > 0 \), con una intersección en el eje y en (1, 9) y en el eje x en \( \left(\frac{1}{19683}, 0\right) \). Es positiva para \( x > \frac{1}{19683} \) y negativa para \( 0 < x < \frac{1}{19683} \). Tiene una asíntota vertical en \( x = 0 \).
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## 3. \( \log_{3}(-x) \)
### **Gráfica:**
Esta función refleja la gráfica de \( \log_{3}x \) respecto al eje y.
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
-x > 0 \implies x < 0
\]
\[
\text{Dominio}: (-\infty, 0)
\]
- **Imagen (Rango):**
\[
\text{Imagen}: \mathbb{R}
\]
- **Intersecciones con los ejes:**
- **Intersección con el eje y:**
No existe, ya que \( x \) no puede ser cero.
- **Intersección con el eje x:**
\[
\log_{3}(-x) = 0 \implies -x = 1 \implies x = -1
\]
\[
\text{Punto: } (-1, 0)
\]
- **Positividad y Negatividad:**
- **Positiva:** \( \log_{3}(-x) > 0 \implies -x > 1 \implies x < -1 \)
- **Negativa:** \( 0 < -x < 1 \implies -1 < x < 0 \)
- **Asíntotas:**
- **Asíntota vertical** en \( x = 0 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{3}(-x) \) está definida para \( x < 0 \), con una intersección con el eje x en (-1, 0). Es positiva para \( x < -1 \) y negativa para \( -1 < x < 0 \). Tiene una asíntota vertical en \( x = 0 \).
---
## 4. \( \log_{\frac{1}{3}}(x) \)
### **Gráfica:**
Dado que la base \( \frac{1}{3} \) es menor que 1, la gráfica de \( \log_{\frac{1}{3}}(x) \) es una reflexión respecto al eje y de la gráfica de \( \log_{3}x \).
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
x > 0
\]
- **Imagen (Rango):**
\[
\text{Imagen}: \mathbb{R}
\]
- **Intersecciones con los ejes:**
- **Intersección con el eje y:**
Para \( x = 1 \):
\[
\log_{\frac{1}{3}}(1) = 0
\]
\[
\text{Punto: } (1, 0)
\]
- **Intersección con el eje x:**
Similar a la función \(\log_{3}x\), la única intersección es en \( x = 1 \).
- **Positividad y Negatividad:**
- **Positiva:** \( \log_{\frac{1}{3}}(x) > 0 \implies x < 1 \)
- **Negativa:** \( \log_{\frac{1}{3}}(x) < 0 \implies x > 1 \)
- **Asíntotas:**
- **Asíntota vertical** en \( x = 0 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{\frac{1}{3}}(x) \) está definida para \( x > 0 \), con una intersección en el eje x en (1, 0). Es positiva para \( 0 < x < 1 \) y negativa para \( x > 1 \). Tiene una asíntota vertical en \( x = 0 \).
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## 5. \( \log_{\frac{1}{3}}(-x) \)
### **Gráfica:**
Esta función es una combinación de reflexión respecto al eje y y cambio de base, lo que invierte la dirección de la gráfica.
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
-x > 0 \implies x < 0
\]
\[
\text{Dominio}: (-\infty, 0)
\]
- **Imagen (Rango):**
\[
\text{Imagen}: \mathbb{R}
\]
- **Intersecciones con los ejes:**
- **Intersección con el eje y:**
No existe, ya que \( x \) no puede ser cero.
- **Intersección con el eje x:**
\[
\log_{\frac{1}{3}}(-x) = 0 \implies -x = 1 \implies x = -1
\]
\[
\text{Punto: } (-1, 0)
\]
- **Positividad y Negatividad:**
- **Positiva:** \( \log_{\frac{1}{3}}(-x) > 0 \implies -x < 1 \implies x > -1 \)
- **Negativa:** \( \log_{\frac{1}{3}}(-x) < 0 \implies -x > 1 \implies x < -1 \)
- **Asíntotas:**
- **Asíntota vertical** en \( x = 0 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{\frac{1}{3}}(-x) \) está definida para \( x < 0 \), con una intersección con el eje x en (-1, 0). Es positiva para \( -1 < x < 0 \) y negativa para \( x < -1 \). Tiene una asíntota vertical en \( x = 0 \).
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## 6. \( \log_{1}(-x + 1) \)
### **Análisis:**
- **Dominio:**
\[
-x + 1 > 0 \implies x < 1
\]
\[
\text{Dominio}: (-\infty, 1)
\]
- **Base del logaritmo:**
La base del logaritmo es 1. Sin embargo, **la función logarítmica no está definida cuando la base es 1**, ya que no existe un exponente que satisfaga \( 1^y = x \) para \( x \neq 1 \).
### **Conclusión:**
La función \( \log_{1}(-x + 1) \) **no está definida** porque la base del logaritmo es 1, lo cual hace que la función no tenga sentido matemático. Por lo tanto, no se puede graficar ni analizar sus propiedades.
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