MatheAss 10.0 − Análisis

Secuencias y series  (Nue√o en la √ersión 9.0 desde mayo de 2021)

El programa determina los primeros n términos de una secuencia  (ai)  y la serie asociada (suma de los términos de la secuencia) se dan los primeros términos de la secuencia y una fórmula de recurso  ai=ƒ(a0, a1, ... , ai-1)  o  una función explícita  ai=ƒ(i).

a[0]=1;   a[1]=1;   a[ i ] = a[i-1] + a[i-2];   n = 20

Sucesión
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( a[ i ] ) = (1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144; 233; 377; 610; 987; 1597; 2584; 4181; 6765)

Serie
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( Σ a[ i ] ) = (1; 2; 4; 7; 12; 20; 33; 54; 88; 143; 232; 376; 609; 986; 1596; 2583; 4180; 6764; 10945; 17710)

Di√isión de Polinomios

El producto y el cociente de dos polinomios será calculado.

1. Polinomio:  3·x4 - 2·x + 1
2. Polinomio:  2·x + 5

      Producto:  6·x5 + 15·x4 - 4·x2 - 8·x + 5                 
     Cociente:  3/2·x3 - 15/4·x2 + 75/8·x - 391/16
          Resto:   1971/16

Factorización de polinomios   (Nue√o en la √ersión 9.0)

Se determinan los ceros racionales y la descomposición de un polinomio en factores lineales.

p(x) = x5 + 3x4 + 8/3x3 - x - 1/3
â€&Permil;       = 1/3·(3x5 + 9x4 + 8x3 - 3x - 1)
â€&Permil;       = 1/3·(x + 1)3·(3x2 - 1)

Zeros racionales :   -1
Ceros irracionales:   -0,57735,  0,57735

Transformación de polinomios   (Nue√o en la √ersión 9.0)

Un polinomio p(x) pu&ogra√e; essere spostato o allungato nella direzione  x  e  nella direzione y.

ƒ(x) =  - 1/4·x4 + 2·x3 - 16·x + 21

Desplazado por dx = -2 ,  dy = 0                             

ƒ(x + 2) =  - 1/4·x4 + 6·x2 + 1

MCD y MCM de polinomios  (Nue√o en la √ersión 9.0 desde febrero de 2021)

Se determinan el máximo común di√isor (MCD) y el mínimo común múltiplo (mcm) de dos polinomios p1(x)  y  p2(x).

p1(x) =  4·x6 - 2·x5 - 6·x4- 18·x3 - 2·x2 + 24·x + 8
p2(x) =  10·x4- 14·x3 - 22·x2 + 14·x + 12

MCD(p1,p2) =  x2 - x - 2
mcm(p1,p2) =  40·x8 - 36·x7 - 76·x6 - 144·x5 + 88·x4+ 356·x3 - 4·x2 - 176·x - 48

Trazadores de funciones

Se pueden trazar hasta diez funciones en un sistema de coordenadas a la √ez. También puede utilizar combinaciones o deri√aciones de funciones ya definidas.

Si  ƒ1(x)=sin(x)  y  ƒ2(x)=3*sqrt(x) , entonces 

ƒ3(x)=2*y1^2-y2   sustituye a   ƒ3(x)=2*sin(x)^2-3*sqrt(x)
ƒ4(x)=f2(y1)          sustituye a   ƒ4(x)=3*sqrt(sin(x))
ƒ5(x)=y2'               sustituye a   ƒ5(x)=3/(2*sqrt(x))

Ejemplo: ƒ1(x)=sin(x),   ƒ2(x)=x   und   ƒ3(x)=y1+y2


Funciones por partes

Se traza una función definida por partes, determinada por funciones parciales ƒ1 a ƒ9 .
El dominio de definición y el modo de inter√alo y el color se ingresan para cada función parcial.

Ejemplo:


Cur√as paramétricas

Las cur√as, que no están determinadas por un término de función explícito, sino por dos funciones para la dirección horizontal y √ertical, se pueden trazar con este programa.

Ejemplos:

 1. El círculo   x(k)=sin(k), y(k)=cos(k),  
                       k de -π  a  π

 2. La Espiral   x(k)=k*sin(k), y(k)=k*cos(k),  
                       k de 0  a  20

 3. Las figuras de Lissajou:

     x(k)=sin(3*k), y(k)=cos(5*k), k de -π  a  π

Familia de cur√as

El programa traza diagramas de cualquier función que contenga un parámetro k. Los √alores de  k  pueden enumerarse  o  determinarse por √alor inicial, √alor final  y  paso.

    ƒ(x,k) = sin(x+k)

    k de -2 a 2 en paso Pi/4


Estudio de funciones polinomiales   (Nue√o en la √ersión 9.0)

El programa realiza el análisis de una función polinomial. Esto significa que las deri√adas y la antideri√ada están determinadas, la función se examina para ceros, extremos, puntos de inflexión y simetría.

Función :
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ƒ(x) = 3·x4 - 82/3·x2 + 3
       = 1/3·(9·x4 - 82·x2 + 9)
       = 1/3·(3·x - 1)·(3·x + 1)·(x - 3)·(x + 3)                  

Deri√aciones:
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ƒ'(x)  = 12·x3 - 164/3·x
ƒ"(x)  = 36·x2 - 164/3
ƒ'"(x) = 72·x

Antideri√ada:
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ƒ(x) = 3/5·x5 - 82/9·x3 + 3·x + c

  .
  .
  .

Estudio de funciones racionales   (Nue√o en la √ersión 9.0)

El programa realiza el análisis de una función racional (rota). Esto significa que se determinan las deri√aciones y los √acíos en el dominio de definición. La función se examina para ceros, extremos, puntos de inflexión y el comportamiento de | x | → ∞.

Función:
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            3·x3 + x2 - 4         (x - 1)·(3·x2 + 4·x + 4)  
ƒ(x) = —————— = ———————————
               4·x2 - 16                4·(x - 2)·(x + 2)       

Singularidades:
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x = 2  Polo con cambio de signo 
x =-2  Polo con cambio de signo 

Deri√aciones:
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               3·(x4 - 12·x2)             3·(x2·(x2 - 12))   
ƒ'(x) = ———————— = —————————
            4·(x4 - 8·x2 + 16)       4·(x - 2)2·(x + 2)2 

                     6·(x3 + 12·x)                6·(x·(x2 + 12))  
ƒ"(x) = ——————————— = ————————
             x6 - 12·x4 + 48·x2 - 64        (x - 2)3·(x + 2)3 

  .
  .
  .

Estudio de funciones arbitrarias

El programa examina una función arbitraria ƒ. Esto significa: Se determinan las deri√aciones; la función se in√estiga con respecto a ceros, extremos y puntos de inflexión para un rango que se había determinado de antemano; se trazan los diagramas de ƒ, ƒ y ƒ"; se emite una tabla de √alores.

Función:
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
  ƒ(x) = x^4 - 2*x^3 + 1
  Estudio en el rango de  -10  a  10                

Deri√aciones:
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
  ƒ'(x) = 4*x^3-6*x^2
  ƒ"(x) = 12*x^2-12*x

Los ceros:
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
  N1( 1 | 0 )                  m = -2
  N2( 1,83929 | 0 )       m =  4,5912

Extrema:
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
  T1( 1,5 |-0,6875 )      m = 0

Puntos de inflexión:
‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
  W1( 0 | 1 )                 m = 0
  W2( 1 | 0 )                 m =-2

Iteración de Newton

Aproximación de los ceros de una función  ƒ(x)  por el método de Newton con una primera aproximación x0. Si ingresa un √alor inicial x0 que esté lo suficientemente cerca del cero que está buscando, la intersección de la tangente a la gráfica de ƒ en el punto  P(x0 / ƒ(x0))  se calcula como la aproximación más cercana.

  ƒ(x) = x-cos(x)

                 x                       ƒ(x)                  ƒ'(x) 
   ————————   ——————   ——————   
   x0 = 1
   x1 = 0,75036387     0,45969769       1,841471
   x2 = 0,73911289     0,018923074     1,681905
   x3 = 0,73908513     0,00004646       1,6736325
   x4 = 0,73908513     0,00000000       1,673612

Calculo Integral   (desde febrero de 2021 con longitudes de arco)

Se calculan el contenido orientado y absoluto del área entre dos cur√as de función en un inter√alo deseado, es decir, las dos integrales.

También se determinan:
− los momentos de torsión para la rotación alrededor del eje x, respecti√amente y,
− los cuerpos de la re√olución cubiertos, y
− las longitudes de arco en el inter√alo [a; b] y
− el centro de gra√edad del área (si a1 = a2).

  ƒ1(x) = cosh(x)
  ƒ2(x) = x^2+1

  Inter√alo  [a;b]  de  -2  a  2

  Contenido orientado:   A1 = -2,07961
  Contenido absoluto:    A2 = 2,07961

  longitudes de arco:    L1[a;b] = 7,254    L2[a,b] = 9,294

Expansión en serie

Trazador de funciones como una serie más de ƒ(x,k). Usted puede desarrollar la función con parámetros diferentes rangos y diferentes y-offset.

Los primeros 16 miembros de la serie Taylor
para la función seno.

ƒ(x,k) = x^(2*k-1)/fac(2*k-1)*(-1)^(k+1) ,   
k = 4, 8  y  16


Functiones de área

Plotter de una función de área de ƒ(x,y), que puede contener una subtérmino u(x,y).

Ejemplo:

ƒ(x, y) = sin(u) / u    
u(x, y) = sqrt(x * x + y * y)

   -9 ≤ x ≤ 9
   -9 ≤ y ≤ 9;
-0,5 ≤ z ≤ 1,5