Cleve的角落:数学和计算上的Clyver

科学计算,数学和更多

着名的等式,x ^ 2 = 2 ^ x

最近流行的YouTube频道的一章“blackpenredpen”是关于着名方程的解万博 尤文图斯决方案

x ^ 2 = 2 ^ x

你应该自己看到两个解决方案,万博 尤文图斯x = 2x = 4.,因为2 ^ 2 = 2 ^ 24 ^ 2 = 2 ^ 4

这篇文章是关于第三种解决方案。

内容

两个图形

该图显示了图表x ^ 22 ^ x他们的十字路口。狭窄的银色区域是右半平面的唯一区域x ^ 2大于2 ^ x

我们可以看到有三个交叉点——我们知道的两个在x = 2x = 4.第三个点的值是负值xBlackpen仔细解释如何描述这个负解。

black_pen_plot

负面解决方案

我很高兴地得知,我们的符号数学工具箱可以找到所有三个解,只要我们指出我们只对实值解感兴趣。万博 尤文图斯(的行为x ^ 2 = 2 ^ x对于复杂的x这是另一天的话题。)

信谊x真实的z =求解(x ^ 2 == 2 ^ x)
Z = 2 4  - (2 * Lambertw(0,log(2)/ 2))/ log(2)

我们想知道更多关于第三种解决方案的信息。

z z = (3)
z =  - (2 * lambertw(0,log(2)/ 2))/ log(2)

功能lambertw (x)参与这个解决方案的是一位老朋友,Lambertw功能

对数

下图中的蓝色曲线是exp (x).负的时候趋于零x并呈指数增长x.设想交换x轴和y轴,让蓝色曲线反映对角线虚线,从而产生橙色曲线。橙色曲线很常见。这是函数的逆函数的图exp (x)我们称之为log(x).如果y = log(x)然后x = exp (y)

log_plot
目前公布的情节

LambertW

下图中的蓝色曲线现在是x * exp (x).反射关于对角线的蓝色曲线产生橙色曲线,是功能倒数的曲线图x * exp (x).这个函数不像log(x).这是lambertw (x).如果y = lambertw (x)然后x = y * exp (y)

我们需要评估y = lambertw (x)x =日志(2)/ 2.这是黑点。一旦我们有了xy,这个著名方程的负解很简单z = -y / x

lambertw_plot
目前公布的情节

很多数字

符号数学工具箱可变精度算术,vpa,可以为任意数量的数字生成负解的数值。

Z vpaz = vpa(Z,75)
Z = -(2*lambertw(0, log(2)/2))/log(2) vpaz = -0.766664695962123093111204422510314848006675346669832058460884376935552795725

不动点

这是你的作业。调查迭代:

符号= x (x) * 2 ^ (x / 2)

考虑三种情况:

  • 0到4之间的初始值。
  • 初始值大于4。
  • 初始值小于0。

谢谢

感谢Mark Round只提出了真正的解决方案。万博 尤文图斯

代码

这些数字的代码是可用的。

black_pen_plot

log_plot

lambertw_plot




发布与MATLAB®R2020B

|

注释

要留下评论,请点击这里登录到您的MathWorks帐户或创建一个新帐户。