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15. \( y=\tan \left(\frac{2-x}{2+x}\right) \)

Ask by Brewer Ruiz. in Mexico
Jan 25,2025

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Answer

La función \( y = \tan \left( \frac{2 - x}{2 + x} \right) \) tiene un dominio de todos los números reales excepto \( x = -2 \). Su rango es todos los números reales. Tiene asíntotas verticales donde \( \frac{2 - x}{2 + x} = \frac{\pi}{2} + k\pi \) para cualquier entero \( k \). La función es periódica con un período modificado debido a la fracción en el argumento de la tangente. Para graficarla, identifica las asíntotas verticales y traza la curva de la tangente en cada intervalo entre ellas.

Solution

Para la función \( y = \tan \left( \frac{2 - x}{2 + x} \right) \), realizaremos un análisis detallado que incluye su dominio, rango, asíntotas y comportamiento general. ### 1. **Dominio de la Función** La función tangente está definida para todos los valores reales excepto donde su argumento es igual a \( \frac{\pi}{2} + k\pi \), donde \( k \) es un número entero, ya que en estos puntos la tangente no está definida. Primero, identifiquemos las restricciones sobre el argumento de la tangente: \[ \frac{2 - x}{2 + x} \neq \frac{\pi}{2} + k\pi \quad \text{para todo } k \in \mathbb{Z} \] Además, el denominador de la fracción original no debe ser cero: \[ 2 + x \neq 0 \Rightarrow x \neq -2 \] Por lo tanto, el dominio de la función es: \[ \text{Dominio} = \mathbb{R} \setminus \{ -2 \} \] ### 2. **Rango de la Función** La función tangente tiene un rango de todos los números reales, es decir: \[ \text{Rango} = \mathbb{R} \] ### 3. **Asíntotas Verticales** Las asíntotas verticales ocurren cuando el argumento de la tangente alcanza los valores \( \frac{\pi}{2} + k\pi \). Resolvamos para \( x \): \[ \frac{2 - x}{2 + x} = \frac{\pi}{2} + k\pi \] Esta ecuación determinará los valores de \( x \) donde la función presenta asíntotas verticales. La solución dependerá del valor de \( k \). ### 4. **Comportamiento y Periodicidad** La función \( y = \tan(\theta) \) es periódica con un período de \( \pi \). Sin embargo, en este caso, el argumento de la tangente es una función racional que depende de \( x \), lo que puede afectar la periodicidad general de la función compuesta. ### 5. **Gráfica de la Función** Para graficar \( y = \tan \left( \frac{2 - x}{2 + x} \right) \): 1. **Identificar puntos clave** donde el argumento de la tangente alcanza valores que introducen asíntotas verticales. 2. **Determinar intervalos** entre las asíntotas y analizar el comportamiento de la función en cada intervalo. 3. **Dibujar las asíntotas verticales** en los valores de \( x \) encontrados. 4. **Trazar la curva** de la tangente en cada intervalo, recordando que la tangente pasa de \( -\infty \) a \( +\infty \) entre las asíntotas. ### 6. **Conclusión** La función \( y = \tan \left( \frac{2 - x}{2 + x} \right) \) es una función trigonométrica con propiedades complejas debido a que su argumento es una función racional. Su análisis requiere considerar las restricciones del dominio, identificar las asíntotas verticales y comprender su comportamiento periódico modificado.

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Bonus Knowledge

Did you know that the tangent function, which forms the core of your equation, has an intriguing historical background? It was first extensively studied by Indian mathematicians around the 7th century, with a lot of early notation and concepts evolving in the Islamic Golden Age. This rich history highlights how crucial trigonometric functions have been in developing mathematics as we know it today! Now, let's spice it up with a real-world application! The tangential functions, like the one in your equation, are essential in fields like engineering and physics, especially when dealing with waves and oscillations. For example, engineers use tangent functions to model the behavior of pendulums or to design safe roller coasters, ensuring that each thrilling drop and twist is calculated perfectly. Who knew math could lead to so much excitement?

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