a)
Planteas la condición de corte de la gráfica de la función f (cuyo dominio es R, y cuya imagen es R, por ser una función polinómica con grado impar) con el eje de abscisas:
f(x) = 0, sustituyes la expresión de la función y queda:
x3 - 21x + 20 = 0, observa que x1 = 1 es una raíz, aplicas la Regla de Ruffini, factorizas y queda:
(x - 1)*(x2 + x - 20) = 0,
factorizas el segundo factor (observa que es un polinomio cuadrático cuyas raíces son: x2 = 4 y x3 = - 5) y queda:
(x - 1)*(x - 4)*(x + 5) = 0.
b)
Observa que el dominio de la función g es: Dg = R - {0}, luego escribes la ecuación de su gráfica:
y = 1/x, de donde despejas:
x = 1/y, de donde tienes que la imagen de la función g es: Ig = R - {0}, luego permutass variables y queda:
y = 1/x, que es la ecuación de la gráfica de la función inversa de g, cuya expresión es:
g-1(x) = 1/x, cuyo dominio es D = Ig = R - {0}, y cuya imagen es I = Dg = R - {0}.
Luego pasas a las composiciones:
(f o g-1)(x) = f( g-1(x) ) = f(1/x) = (1/x)3 - 20(1/x) + 20 = 1/x3 - 20/x + 20, cuyo dominio es R - {0}, que coincide con el dominio de la función inversa de g;
(g-1 o f)(x) = g-1( f(x) ) = g-1(x3 - 21x + 20) = 1/(x3 - 21x + 20), cuyo dominio es R - {-5,1,4}, que está incluido en el dominio de la función f.
c)
Plantea la expresión de la derivada de la función f, y queda:
f ' (x) = 3x2 - 21, luego planteas la condición de punto estacionario:
f ' (x) = 0, sustituyes y queda:
3x2 - 21 = 0, haces pasaje de término y queda:
3x2 = 21, haces pasaje factor como divisor y queda:
x2 = 7, haces pasaje de potencia como raíz y tienes dos opciones:
x4 = - √(7) y x5 = √(7).
d)
Evalúas en la expresión de la función derivada y queda:
f ' (- 3) = 3*(- 3)2 - 21 = 27 - 21 = 6 > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es creciente para x = - 3,
f ' (0) = 3*(0)2 - 21 = 0 - 21 = - 21 < 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es decreciente para x = 0,
f ' (3) = 3*(3)2 - 21 = 27 - 21 = 6 > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es creciente para x = 3.
e)
Con los puntos estacionarios, puedes establecer intervalos incluidos en el dominio, luego eliges un representante para cada intervalo, y evalúas el signo de la expresión de la función derivada:
( -∞,- √(7) ), representado por x = - 3, y para él has calculado: f ' (- 3) > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es creciente en este intervalo,
( - √(7), √(7) ), representado por x = 0, y para él has calculado: f ' (0) < 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es decreciente en este intervalo,
(√(7),+∞), representado por x = 3, y para él has calculado: f ' (3) > 0, por lo que tienes que la gráfica de la función f es creciente en este intervalo.
f)
Queda para que lo hagas, y verifiques la validez de las conclusiones.
Espero haberte ayudado.