一个著名的方程,x ^ 2 = 2 ^ x

最近播出的一集里流行的YouTube频道“blackpenredpen”是著名的方程的解决万博 尤文图斯方案呢

x ^ 2 = 2 ^ x

你应该能够看到两个解决方案,万博 尤文图斯x = 2x = 4,因为2 ^ 2 = 2 ^ 24 ^ 2 = 2 ^ 4

这篇文章是关于一个第三种解决方案。

内容

两个图形

图中显示的图表x ^ 22 ^ x和他们的十字路口。狭窄的白银地区是唯一的地区合适的半平面x ^ 2大于2 ^ x

我们可以看到有三个路口,两个我们知道x = 2x = 4和第三个的负值xBlackpen仔细解释了如何描述这种消极的解决方案。

black_pen_plot

消极的解决方案

我很高兴得知我们的符号数学工具箱可以找到所有这三个解决方案,我们表明,我们只提供感兴趣的实值的解决方案。万博 尤文图斯(的行为x ^ 2 = 2 ^ x对于复杂的x是另一个主题)。

信谊x真正的z =解决(x ^ 2 = = 2 ^)
z = 2 4 - (2 * lambertw(0,日志(2)/ 2))/日志(2)

我们想知道更多关于这第三种解决方案。

z z = (3)
z = (2 * lambertw(0,日志(2)/ 2))/日志(2)

这个函数lambertw (x)参与这个解决方案是一个老朋友,LambertW函数

对数

下图中的蓝色曲线是一块exp (x)。这对负趋于零x和积极的指数级增长的x。想象交换x和y轴通过反射的蓝色曲线斜虚线生产橙色曲线。橙色曲线是熟悉的。这是一个阴谋的功能性的倒数exp (x)这我们知道日志(x)。如果日志(y = x)然后x = exp (y)

log_plot
目前公布的情节

LambertW

下图中的蓝色曲线是现在的一块x * exp (x)。反映的蓝色曲线斜生产橙色曲线、阴谋的功能性的倒数x * exp (x)。这个函数不一样熟悉日志(x)。它是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。这是一个黑点。一旦我们有了xy消极的解决方案只是我们著名的方程z = - y / x

lambertw_plot
目前公布的情节

许多数字

符号数学工具箱变量精度运算,vpa,会产生负面的数值解任意数量的数字。

z vpaz = vpa (z, 75)
z = (2 * lambertw(0,日志(2)/ 2))/日志(2)vpaz = -0.766664695962123093111204422510314848006675346669832058460884376935552795725

不动点

这是你的家庭作业。研究了迭代:

符号= x (x) * 2 ^ (x / 2)

考虑三种情况:

  • 起始值介于0和4。
  • 起始值大于4。
  • 起始值小于0。

谢谢

感谢马克圆说唯一的解决方案。万博 尤文图斯

代码

的代码数据是可用的。

black_pen_plot

log_plot

lambertw_plot




发表与MATLAB®R2020b

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