1. **Planteamiento del problema:**
Hallar la curvatura y los puntos de inflexión de la función $$h(x) = \frac{3x - 5}{x^2}$$.
2. **Fórmulas y reglas importantes:**
- La curvatura $$\kappa(x)$$ de una función $$y = f(x)$$ se calcula con:
$$\kappa(x) = \frac{|y''(x)|}{(1 + (y'(x))^2)^{3/2}}$$
- Los puntos de inflexión ocurren donde la segunda derivada $$y''(x)$$ cambia de signo, es decir, donde $$y''(x) = 0$$ y cambia de concavidad.
3. **Derivación de la función:**
Primero, simplificamos $$h(x)$$:
$$h(x) = \frac{3x - 5}{x^2} = \frac{3x}{x^2} - \frac{5}{x^2} = 3x^{-1} - 5x^{-2}$$
Derivamos primera vez:
$$h'(x) = -3x^{-2} + 10x^{-3}$$
Derivamos segunda vez:
$$h''(x) = 6x^{-3} - 30x^{-4} = \frac{6}{x^3} - \frac{30}{x^4}$$
4. **Encontrar puntos de inflexión:**
Igualamos $$h''(x) = 0$$:
$$\frac{6}{x^3} - \frac{30}{x^4} = 0$$
Multiplicamos por $$x^4$$ para eliminar denominadores:
$$6x - 30 = 0$$
$$6x = 30$$
$$x = 5$$
5. **Verificar cambio de concavidad:**
Probamos valores de $$h''(x)$$ a la izquierda y derecha de $$x=5$$:
- Para $$x=4$$:
$$h''(4) = \frac{6}{64} - \frac{30}{256} = 0.09375 - 0.1171875 = -0.0234375 < 0$$ (concavidad hacia abajo)
- Para $$x=6$$:
$$h''(6) = \frac{6}{216} - \frac{30}{1296} = 0.02778 - 0.02315 = 0.00463 > 0$$ (concavidad hacia arriba)
Hay cambio de concavidad, por lo tanto, $$x=5$$ es punto de inflexión.
6. **Valor de la función en el punto de inflexión:**
$$h(5) = \frac{3(5) - 5}{5^2} = \frac{15 - 5}{25} = \frac{10}{25} = 0.4$$
7. **Calcular la curvatura $$\kappa(x)$$:**
Recordamos:
$$h'(x) = -3x^{-2} + 10x^{-3}$$
$$h''(x) = 6x^{-3} - 30x^{-4}$$
La curvatura es:
$$\kappa(x) = \frac{|h''(x)|}{(1 + (h'(x))^2)^{3/2}}$$
Este valor depende de $$x$$, por ejemplo, en $$x=5$$:
Calculamos $$h'(5)$$:
$$h'(5) = -3(5)^{-2} + 10(5)^{-3} = -3/25 + 10/125 = -0.12 + 0.08 = -0.04$$
Calculamos $$h''(5)$$:
$$h''(5) = 6/125 - 30/625 = 0.048 - 0.048 = 0$$
La curvatura en $$x=5$$ es cero, lo que coincide con el punto de inflexión.
**Respuesta final:**
- Punto de inflexión en $$x=5$$ con valor $$h(5) = 0.4$$.
- La curvatura $$\kappa(x) = \frac{|6x^{-3} - 30x^{-4}|}{(1 + (-3x^{-2} + 10x^{-3})^2)^{3/2}}$$.
Curvatura Inflexion 716Ec5
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