8 svar
140 visningar
tomast80 4314
Postad: 14 sep 20:43

Kluring - Vilket tal är störst?

Trinity2 4651
Postad: 14 sep 20:52

Den är trevlig. Jag kan tänka mig två olika lösningar.

AlexMu 1372
Postad: 14 sep 21:44 Redigerad: 14 sep 21:44
Visa spoiler

Betrakta funktionen fx=x1/x.f\left(x\right)=x^{1/x}. Derivering ger att f'(x)=x1/x(1-logx)/x2.f^\prime(x) = x^{1/x}(1-\log x)/x^2.
Vi ser att ff är växande på (0,e)(0,e) och (strängt) avtagande på (e,∞)(e,\infty). Därmed är f(e)f(e) globalt maximum. Speciellt gäller det att f(e)>f(π)f(e) > f(\pi), dvs e1/e>π1/πe^{1/e} > \pi^{1/\pi}. Upphöjning av båda led med eπe\pi (vilket inte ändrar olikheten då funktionen xeπx^{e\pi} är strängt växande) ger att eπ>πee^\pi > \pi^e

@AlexMu, snyggt! Jag tänkte mig något liknande men jag fick inte ihop det.

Trinity2 4651
Postad: 14 sep 22:11 Redigerad: 14 sep 22:14
Visa spoiler

Eller studera

eller Taylor.

Nu har vi tre sätt.

 

Uppgiften förekommer i en version i Månsson Analys 1. Det verkar vara ett "populärt" problem.

Laguna Online 32649
Postad: 14 sep 22:50

Ett problem vars lösning använder samma metoder är detta:

24 = 42 är ett exempel på xy = yx för positiva heltal x och y som är olika. Finns det fler?

AlexMu 1372
Postad: 14 sep 23:50 Redigerad: 14 sep 23:52
Laguna skrev:

Ett problem vars lösning använder samma metoder är detta:

24 = 42 är ett exempel på xy = yx för positiva heltal x och y som är olika. Finns det fler?

Visa spoiler

Det gör det!

Att xy=yxx^y = y^x är ekvivalent med x1/x=x1/yx^{1/x} = x^{1/y} (antag x,y>0x,y>0 så att vi inte får problem med komplexa tal), dvs f(x)=f(y)f(x)=f(y) från ff i #3. Vidare visade #3 att ff är växande på (0,e](0,e] och avtagande på [e,∞)[e,\infty).

Eftersom limx→∞fx=limx→∞elogxx=e0=1\lim_{x\to \infty} f\left(x\right) = \lim_{x\to \infty}e^{\frac{\log x}x} = e^0 = 1 ser vi att funktionen avtar från e1/ee^{1/e} ned till 11 på intervallet [e,∞)[e,\infty). Kontinuitet ger att funktionen antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på detta intervall (lite handviftande, och "mellan" betyder icke inklusive).

Eftersom ff är växande på [1,e][1,e] och f(1)=1f(1) = 1 får vi att ff också antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på intervallet (1,e)(1,e). 

Därmed, för varje 1<α<e1/e1<\alpha<e^{1/e} finns ett 1<x<e1<x<e och y>ey>e så att f(x)=α=f(y)f(x)=\alpha = f(y), det finns alltså oändligt många lösningar till xy=yxx^y = y^x (för x≠yx\neq y). 

Trinity2 4651
Postad: 15 sep 00:03
AlexMu skrev:
Laguna skrev:

Ett problem vars lösning använder samma metoder är detta:

24 = 42 är ett exempel på xy = yx för positiva heltal x och y som är olika. Finns det fler?

Visa spoiler

Det gör det!

Att xy=yxx^y = y^x är ekvivalent med x1/x=x1/yx^{1/x} = x^{1/y} (antag x,y>0x,y>0 så att vi inte får problem med komplexa tal), dvs f(x)=f(y)f(x)=f(y) från ff i #3. Vidare visade #3 att ff är växande på (0,e](0,e] och avtagande på [e,∞)[e,\infty).

Eftersom limx→∞fx=limx→∞elogxx=e0=1\lim_{x\to \infty} f\left(x\right) = \lim_{x\to \infty}e^{\frac{\log x}x} = e^0 = 1 ser vi att funktionen avtar från e1/ee^{1/e} ned till 11 på intervallet [e,∞)[e,\infty). Kontinuitet ger att funktionen antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på detta intervall (lite handviftande, och "mellan" betyder icke inklusive).

Eftersom ff är växande på [1,e][1,e] och f(1)=1f(1) = 1 får vi att ff också antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på intervallet (1,e)(1,e). 

Därmed, för varje 1<α<e1/e1<\alpha<e^{1/e} finns ett 1<x<e1<x<e och y>ey>e så att f(x)=α=f(y)f(x)=\alpha = f(y), det finns alltså oändligt många lösningar till xy=yxx^y = y^x (för x≠yx\neq y). 

Nej det finns inte fler. Grafen maxar för x=e. Till v. ligger 0 och 1 och inga andra lösningar för x>e finns för dessa x.

AlexMu 1372
Postad: 15 sep 00:14
Trinity2 skrev:
AlexMu skrev:
Laguna skrev:

Ett problem vars lösning använder samma metoder är detta:

24 = 42 är ett exempel på xy = yx för positiva heltal x och y som är olika. Finns det fler?

Visa spoiler

Det gör det!

Att xy=yxx^y = y^x är ekvivalent med x1/x=x1/yx^{1/x} = x^{1/y} (antag x,y>0x,y>0 så att vi inte får problem med komplexa tal), dvs f(x)=f(y)f(x)=f(y) från ff i #3. Vidare visade #3 att ff är växande på (0,e](0,e] och avtagande på [e,∞)[e,\infty).

Eftersom limx→∞fx=limx→∞elogxx=e0=1\lim_{x\to \infty} f\left(x\right) = \lim_{x\to \infty}e^{\frac{\log x}x} = e^0 = 1 ser vi att funktionen avtar från e1/ee^{1/e} ned till 11 på intervallet [e,∞)[e,\infty). Kontinuitet ger att funktionen antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på detta intervall (lite handviftande, och "mellan" betyder icke inklusive).

Eftersom ff är växande på [1,e][1,e] och f(1)=1f(1) = 1 får vi att ff också antar varje värde mellan 11 och e1/ee^{1/e} på intervallet (1,e)(1,e). 

Därmed, för varje 1<α<e1/e1<\alpha<e^{1/e} finns ett 1<x<e1<x<e och y>ey>e så att f(x)=α=f(y)f(x)=\alpha = f(y), det finns alltså oändligt många lösningar till xy=yxx^y = y^x (för x≠yx\neq y). 

Nej det finns inte fler. Grafen maxar för x=e. Till v. ligger 0 och 1 och inga andra lösningar för x>e finns för dessa x.

Jag missade ordet ”heltal”. Hur som helst räcker det med en liten justering till det jag skrev då bara ett heltal finns i intervallet (1,e)(1,e), vilket korresponderar med 24=422^4=4^2.

Svara
Close