Найдем точки перегибов, для этого надо решить уравнение
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0$$
(вторая производная равняется нулю),
корни полученного уравнения будут точками перегибов для указанного графика функции:
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = $$
вторая производная$$\frac{2 \left(\left(x + 2\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 9} - 1\right) - 2 x\right)}{\left(x^{2} - 9\right)^{2}} = 0$$
Решаем это уравнениеКорни этого уравнения
$$x_{1} = -2 - \sqrt[3]{5} + 5^{\frac{2}{3}}$$
Также нужно подсчитать пределы y'' для аргументов, стремящихся к точкам неопределённости функции:
Точки, где есть неопределённость:
$$x_{1} = -3$$
$$x_{2} = 3$$
$$\lim_{x \to -3^-}\left(\frac{2 \left(\left(x + 2\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 9} - 1\right) - 2 x\right)}{\left(x^{2} - 9\right)^{2}}\right) = -\infty$$
Возьмём предел$$\lim_{x \to -3^+}\left(\frac{2 \left(\left(x + 2\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 9} - 1\right) - 2 x\right)}{\left(x^{2} - 9\right)^{2}}\right) = \infty$$
Возьмём предел- пределы не равны, зн.
$$x_{1} = -3$$
- является точкой перегиба
$$\lim_{x \to 3^-}\left(\frac{2 \left(\left(x + 2\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 9} - 1\right) - 2 x\right)}{\left(x^{2} - 9\right)^{2}}\right) = -\infty$$
Возьмём предел$$\lim_{x \to 3^+}\left(\frac{2 \left(\left(x + 2\right) \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} - 9} - 1\right) - 2 x\right)}{\left(x^{2} - 9\right)^{2}}\right) = \infty$$
Возьмём предел- пределы не равны, зн.
$$x_{2} = 3$$
- является точкой перегиба
Интервалы выпуклости и вогнутости:Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
$$\left(-\infty, -2 - \sqrt[3]{5} + 5^{\frac{2}{3}}\right]$$
Выпуклая на промежутках
$$\left[-2 - \sqrt[3]{5} + 5^{\frac{2}{3}}, \infty\right)$$