[math] \lim_{x \to + \infty} f(x) = + \infty[/math]
[math] \lim_{x \to - \infty} f(x) = - \infty[/math]
[math] f(x) + f(-x) = 2 \log 4 + \frac{2}{e^x + 1} + \frac{2}{e^{-x} + 1} \\
= 2 \log 4 + \frac{2}{e^x + 1} + \frac{2e^x}{e^x + 1} = 2 \left( \log 4 + 1 \right)[/math]
= 2 \log 4 + \frac{2}{e^x + 1} + \frac{2e^x}{e^x + 1} = 2 \left( \log 4 + 1 \right)[/math]
Il punto medio su [-x, x] risulta avere coordinate:
[math](0, \frac12 [ f(x) + f(-x)]) = A[/math]
che quindi è il centro di simmetria.
2)
[math] f(x) = m[/math]
poniamo:
[math]g_m = f(x) - m[/math]
Poichè Dom
[math](g_m) = \mathbb{R}[/math]
[math]\lim_{x \to \pm \infty} f(x)[/math]
Inoltre:
[math] g'_m(x) = 1 - \frac{2e^x}{(e^x + 1)^2} = \frac {e^{2x} + 2e^x + 1 - 2e^x}{(e^x + 1)^2}= \frac {e^2x + 1}{(e^x + 1)^2} > 0 \\ \forall x \in Dom (g) [/math]
Ne segue che la funzione
[math]g_m[/math]
è sempre crescente per cui esiste un unico
[math] C \in (-\infty , +\infty)[/math]
tale che
[math] g_m (C) = 0 \to f(c) = m[/math]
Se:
[math] f(x) = 3 \ \ \ e \ \ \ f(-x) = m \to f(x) + f(-x) = 3 + m = 2\log 4 + 1) \to m = 2\log 4 - 1[/math]
3)
[math] f(x) = x + \log4 + \frac{2}{e^x + 1} = \\ x + \log 4 + \frac {2 (e^x + 1) - 2e^x}{e^x + 1} = \\ x + 2 + \log4 - \frac {2e^x}{e^x + 1}[/math]
[math] m = \lim_{x \to + \infty} \frac{f(x)}{x} = \lim_{x \to + \infty} \left( 1 + \frac{\log 4}{x} + \frac{2}{x(e^x + 1)} \right) = 1 [/math]
[math] q = \lim_{x \to + \infty} [ f(x) - x ] = \lim_{x \to + \infty} [ \log4 + \frac{2}{e^x + 1}] = \log4[/math]
[math] y = x + \log4[/math]
asint.
[math]a + \infty[/math]
[math]\lim_{x \to - \infty} \frac{f(x)}{x} = \lim_{x \to - \infty} \left[ 1 + \frac{\log 4}{x} + \frac{2}{x(-e^x + 1)} \right] = 1[/math]
[math] q = \lim_{x \to - \infty} [f(x) - x] = \lim_{x \to - \infty} [ \log4 + 2 - \frac{2e^x}{e^x + 1}] = 2 + \log4[/math]
[math] y = x + 2 + \log4[/math]
asint. a
[math]- \infty[/math]
[math] f(x) - (x + \log4) = \frac{2}{e^x + 1} > 0[/math]
[math] f(x) - (x + 2 + \log4) = -\frac{2e^x}{e^x + 1}
4)
[math] I (\beta) = \int_{0}^{\beta} | \frac{2}{e^x + 1}| dx = \\ \int_{0}^{\beta} \frac{2}{e^x + 1} dx[/math]
posto:[math] e^x = f \\ x = \log f \\ dx = \frac{df}{f}[/math]
per cui:
[math] x = 0 \ \ \ f = 1 \\ x = \beta \ \ \ f = e^\beta[/math]
[math]\int_{1}^{e^\beta} \frac{2}{f(f + 1)} \ dt =[/math]
[math]\int_{1}^{e^\beta} 2 (\frac{1}{f} - \frac{1}{f + 1}) \ dt =[/math]
[math] 2 [\log f - \log (f + 1)]_{1}^{e^\beta} = 2[\log \frac{f}{f + 1}]_{1}^{e^\beta}[/math]
[math] 2 \log (\frac{e^\beta}{e^\beta + 1}) - 2\log (\frac12) = 2\log (\frac{e^\beta}{e^\beta + 1}) + 2\log2[/math]
[math] I (\beta)[/math]
rappresenta l'area compresa tra [math] f(x)[/math]
e la retta [math] y = x + \log4[/math]
con [math]x \in [0, \ \beta][/math]
: per [math]\beta \to + \infty[/math]
; il limite rappresenta tutta l'area per [math] x \in (0, \ + \infty)[/math]
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