Una funzione algebrica di 3º grado
Studiare la funzione
$$ y = x^3 + x$$
y = x³ + x
Si tratta di una curva algebrica di 3o grado (cubica)
Vediamo i singoli passi dello studio
- Insieme di definizione: si tratta di un polinomio calcolabile per ogni numero reale, dunque $I = R$.
- Ricerca di eventuali asintoti: i polinomi non hanno asintoti.
- Ricerca degli zeri della funzione, ovvero soluzione dell'equazione $x^3 + x = 0$.
Basta mettere in evidenza x ricavando $ x(x^2 + 1) = 0$. Poichè $x^2 + 1$ è sempre positivo c'è un unico zero: x = 0 che coincide con l'origine.
- Studio del segno della funzione, ovvero soluzione della disequazione x³ +9x = 0.
Utilizzando il risultato appena ottenuto la disequazione si spezza in tre disequazioni elementari:
0
x² + 1 > 0 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
x > 0 ---------------------o+++++++++++++++++++++
- + - +
La funzione è negativa per x < 0 e positiva altrove.
- Calcolo delle derivate
La derivata si ottiene utilizzando la regola di derivazione della somma e
quella della potenza:
y' = 3x² + 1
Le derivate successive sono:
y" = 6x
y"' = 6
- Ricerca dei massimi, dei minimi.
Si tratta di risolvere l'equazione f'(x) = 0, in questo caso 3x² + 1 = 0 non ha alcuna soluzione:
Non vi sono quindi punti stazionari, né massimi né minimi. Essendo la derivata prima sempre
positiva la curva è sempre crescente.
- Ricerca dei flessi.
Si tratta di risolvere l'equazione f"(x) = 0, in questo caso 6x = 0 che ha una sola soluzione x = 0;
vi è quindi un flesso nell'origine O(0;0) che è anche centro di simmetria della curva.
Riassumendo tutti questi risultati si ottiene il grafico riportato sopra.