- Insieme di definizione è R − {1} dovendo essere il denominatore x − 1 ≠ 0 e quindi x ≠ 1.
- Ricerca di eventuali asintoti verticali per x = 1 ci può essere un asintoto verticale;
verifichiamolo calcolando i due limiti:
x3 (1 + dx)3 1 + 3.dx + 3.dx2 + dx3
lim -------- = st(--------------) = st(-------------------------) = +∞
x→1+ (x − 1)2 (1 + dx − 1)2 dx2
x3 (1 - dx)3 1 - 3.dx + 3.dx2 - dx3
lim -------- = st(--------------) = st(-------------------------) = +∞
x→1- (x − 1)2 (1 - dx − 1)2 dx2
dunque vi è un asintoto verticale doppio.
- Ricerca di eventuali asintoti obliqui. Il polinomio al numeratore ha grado superiore a quello del denominatore, dunque può esserci un asintoto obliquo, come si verifica con i limiti:
f(x) x3 1/dx3 1/dx3 1 1
m = lim ------ = lim (----------) = st(---------------) = st(---------------) = st(------------) = ---
x→+∞ x x→+∞ 2x(x - 1)2 2/dx(1/dx - 1)2 2(1 - dx)2/dx3 2(1 - dx)2 2
x3 x x3 - x(x2 - 2x + 1) 2x2 - x
q = lim f(x) - mx = lim ---------- - --- = lim -------------------- = lim --------- = 1
x→+∞ x→+∞ 2(x - 1)2 2 x→+∞ 2(x - 1)2 x→+∞ 2(x - 1)2
I due limiti si possono calcolare in modo ancor più semplice con la regola de l'Hopital.
La cubica ha comunque un asintoto obliquo y = x/2 + 1.
- Ricerca degli zeri della funzione, ovvero soluzione dell'equazione f(x) = 0.
La frazione è uguale a 0 se e solo se lo è il numeratore, dunque l'equazione si riduce a
x3 = 0 e quindi x = 0
Vi è dunque un solo zero nell'origine.
- Studio del segno della funzione, ovvero soluzione della disequazione f(x) > 0.
Qui occorre considerare anche il segno del denominatore e considerare il segno dei tre fattori (x + 1), (x - 2), (x + 2) e riassumere con il solito schema
0 +1
x3 > 0 --------------o++++++++++++++++++++++++
(x - 1) > 0 ++++++++++++++++++++++o++++++++++++++++
- + +
La funzione è positiva per (x > 0)
- Ricerca dei massimi, dei minimi e dei flessi.
Calcoliamo la derivata:
3x2(x - 1)2 - x3.2(x - 1) 3x2(x - 1) - 2x3 3x3 - 3x2 - 2x3 x3 - 3x2
y' = -------------------------- = ----------------- = ----------------- = ----------
4(x - 1)4 4(x - 1)3 4(x - 1)3 4(x - 1)3
La derivata si annulla quando si annulla il numeratore x3 - 3x2 = x2(x - 3) = 0.
Le soluzioni sono due: x = 0, x = 3. Nello studio del segno va considerato anche il denominatore (x - 1)3:
0 +1 +3
x2 > 0 ++++++++++++++o++++++++++++++++++++++++
x - 3 > 0 --------------------------o++++++++++++
(x - 1)3 > 0 -------------------o++++++++++++++++++
+ / + / - \ + /
Ne segue che:
- Per x = 0 c'è un flesso a tangente orizzontale.
- Per x = 1 c'è l'asintoto verticale doppio già visto.
- Per x = 3 c'è un minimo: Min(3; 27/8).