Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
Hogyan kell megoldani a következő egyenletet?
Joseph{ Fortélyos } kérdése
860
Hogyan oldjuk meg az x^x=27 egyenletet? :c
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
1
Felsőoktatás / Matematika
Válaszok
4
Rantnad{ }
válasza
Ha az egész számok halmazán akarjuk megoldani, akkor bontsuk prímtényezőkre:
27=3*3*3=3³, ez pont megfelel xx-nek, tehát x=3 a megoldása. Az xx függvényről azt kell tudni, hogy ha x≥1 akkor szigorúan monoton növő, tehát ezen az intervallumon nem lesz több megoldása, ha pedig 0<x<1, akkor 1-nél kisebb értékeket vesz csak fel, tehát itt sem lesz megoldása az egyenletnek, tehát a valós számok halmazán csak 1 megoldása van, amit meg is találtunk.
0
Joseph:
A kérdés lényege az lenne, hogy van-e olyan módszer erre, ami nem szerencsén alapszik?
7 éve0
Törölt{ }
válasza
x=log(27)/W(log(27))
1
Joseph:
Mit jelent a W?
7 éve0
bongolo:
Lambert-féle W fügvény
7 éve0
bongolo:
Szerintem biadam a wolfram-alpha-ba írta be a feladatodat, és annak az eredményét másolta ide. A wolfram oda szokta írni a spéci függvényekhez, hogy mit jelentenek, de most úgy látom, nem írja oda...
7 éve0
bongolo:
Ja, odaírta, csak 8 centivel feljebbre
7 éve0
Rantnad{ }
válasza
Általános megoldás nincs, csak közelítő módszerek vannak; például ha az
xx=28 egyenletet szeretnénk megoldani, akkor amiatt, mert a függvény szigorúan monoton x>1 esetén, ezért kiválaszthatunk két x-értéket, például
x=3, ekkor xx=3³=27 és x=3,1, tehát xx=3,13,1=~33,36, és mivel 27<28<33,36, ezért azt mondhatjuk, hogy az egyenlet megoldása valahol a [3;3,1] intervallumon van. Vegyük a két szám számtani közepét, ez 3,05, itt a függvényérték 3,053,05=~30, 27<28<30, ezért azt mondhatjuk, hogy a megoldás valahol a [3;3,05] intervallumon van.
Ezt a felezgetést csinálhatjuk a végtelenségig, illetve addig, amíg megfelelő közelségbe nem kerülünk a megoldáshoz. Pontos eredményt nem fog adni, de tetszőlegesen közel kerülhetünk hozzá.
Fontos, hogy jó kiindulóértékeket válasszunk, mivel akkor a vizsgálat nagyságrendekkel csökkenthető, például vehettük volna az x=1-et és az x=100-at is, csak akkor sokkal több lépéssel jutunk el a 3-hoz közeli értékhez.
Ezt a módszert iterációnak vagy iterálásnak nevezzük.
Természetesen vannak más közelítő módszerek is, de talán ez a legegyszerűbb.
0
Joseph:
Köszönöm, én is ismertem az iterálást Hát majd akkor a mi feladatunk lesz megtalálni a módszert...
7 éve0
bongolo{ }
válasza
Az, hogy általános megoldása nincs, az csak olyan szinten igaz, mint hogy egy sin x = 0,123 egyenletnek sincs általános megoldása, csak közelítő.
Szóval csak azt akarom mondani, hogy mihelyt definiálunk egy megfelelő függvényt (mondjuk az előzőre az arcsin(y) függvényt), akkor már lesz "általános" megoldása.
Az olyasmi egyenletekkel, mint amit te is kérdezel, egy Lambert nevű matematikus foglalkozott vagy 250 éve, aztán Euler ezt továbbvitte, végül nem is nagyon régen definiáltak egy W nevű függvényt , amit Lambert tiszteletére Lambert-féle W függvénynek neveztek el. Kézi számológépekbe még nem biztos, hogy belerakták, de implementálva van olyan programokban, mint a Mathematica, Maple, Matlab, Python, Perl, stb.
Jópofa dolog ez a W függvény, ha szereted a matekot, érdemes elmélyedni kicsit benne
Módosítva: 7 éve
1
Joseph:
Érdekesen hangzik Még egy olyan kérdés lenne hozzá, hogy nem tudjuk megcsinálni úgymond elemi módszerekkel, meg határértékkel? Ugye sin = 0,123 a lim(szumma( (-1)^(n-1)*0,123^(2n-1)/(2n-1)! ) ha n tart a végtelenhez és 0,123 radiánban van, ezt ugye ha unatkozunk, akkor kézzel ki tudjuk számolni, kellően pontos értékig. Az x^x=27-et nem tudjuk kifejezni valamilyen x=lim(y(n)) n tart valahová?
7 éve0
Joseph:
Le egyszerűsítve, Taylorral nem tudjuk felírni?
7 éve0
bongolo:
A fő ágának (W(x) > -1) van Taylor sora.
7 éve0