2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Уравнение a^b=b^a в комплексных числах
Сообщение16.06.2009, 18:40 


20/04/09

113
Добрый вечер, господа!
Вот натолкнулся на такую, казалось бы простую задачу, но полностью не могу ее решить
Надо найти все решения уравнения $a^b=b^a$, где a и b - произвольные комплексные числа
Мне показалось, что задачу надо преобразовать к виду $x^t=t^x$, и зафиксировав t, найти значения x, а потом, когда t будет пробегать все значения в $(-\inf,\inf)$, то бы получим все двойки решения
Кстати действтельно, решения должны быть двойками, ибо если $z=a^b-b^a$, т.е. функция 2-ух переменных, то должно быть 2 значения
Теперь собственно попытка решения, котрую я получил только для частного случая
Возьмем $x^t=t^x$, тогда $t^x=x^t$, тогда ${e^{ln(t)}}^x=x^t$ (Представили t в виде $t=e^{ln(t)}$), потом $\frac{e^{x\cdot ln(t)}}{x^t}=1$, и поэтому $e^{x\cdot ln(t)}\cdot x^{-t}=1$
Как решать такую штуку я не знаю, но заметил, что если взять t такое, что $ln(t)=-t$, то можно просто решить, рассмотрим этот частный случай - $ln(t)=-t$, тогда $ln(t)+t=0$, тогда $ln(t)+ln(e^t)=0$, тогда $ln(t\cdot e^t)=0$, и тогда $t\cdot e^t=e^0=1$, значит $t=W(1)$, где W - функция Ламберта
Мы взяли случай, когда $ln(t)=-t=W(-1)=u$, тогда можно преобразовать $e^{x\cdot ln(t)}\cdot x^{-t}=1$ в $e^{x\cdot u}\cdot x^u=1$, что явялется ${(e^x\cdot x)}^u=1$, и тогда $e^x\cdot x)=1^{\frac{1}{u}}$
После этого мы извлеакем корень u-ой степени, как из комплексного числа, и получаем ответ $x=W(1^{\frac{1}{u}})$
Итак единтсвенно найденное решение - это $t=-W(1)$ и $x=W(1^{\frac{1}{-W(1)}})$
А как решить в общем случае?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 19:40 
Аватара пользователя


05/06/08
474
LetsGOX в сообщении #222608 писал(а):
Добрый вечер, господа!
Вот натолкнулся на такую, казалось бы простую задачу, но полностью не могу ее решить
Надо найти все решения уравнения $a^b=b^a$, где a и b - произвольные комплексные числа
Мне показалось, что задачу надо преобразовать к виду $x^t=t^x$, и зафиксировав t, найти значения x, а потом, когда t будет пробегать все значения в $(-\inf,\inf)$, то бы

А в чём разница :roll:

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 19:51 


20/04/09

113
MGM Была функция 2ух переменных, а стала одной - то есть я зафиксировал параметр t, как конкретное число (Скорее всего комплексное число)
Так всетаки можно эту штуку в общем решить?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 19:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13437
с Территории
To begin with: про действительную ветвь Вы, конечно, всё знаете?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 19:53 
Аватара пользователя


05/06/08
474
LetsGOX в сообщении #222625 писал(а):
MGM Была функция 2ух переменных, а стала одной - то есть я зафиксировал параметр t, как конкретное число (Скорее всего комплексное число)
Так всетаки можно эту штуку в общем решить?

А букву $a$ зафиксировать не пробовали?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 19:56 


20/04/09

113
ИСН Нет, но мне показалось, что единственное действительное решение это $a=b$, причем при $a>0$ и $b>0$
MGM Как что называть без разницы - просто x привычнее, чем была бы переменная b

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 20:02 
Аватара пользователя


05/06/08
474
LetsGOX в сообщении #222628 писал(а):
ИСН Нет, но мне показалось, что единственное действительное решение это $a=b$, причем при $a>0$ и $b>0$
MGM Как что называть без разницы - просто x привычнее, чем была бы переменная b

Если так привычнее, LetsGOX, то может быть моя версия этого уравнения покажется и более простой
$\[
x^{\frac{1}
{x}}  = t^{\frac{1}
{t}} 
\]$

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение16.06.2009, 22:28 


20/04/09

113
MGM Спасибо большое, но я все равно не понимаю, как можно свести это уравнение, скажем к функции Ламберта

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение17.06.2009, 11:36 
Аватара пользователя


05/06/08
474
LetsGOX в сообщении #222666 писал(а):
MGM Спасибо большое, но я все равно не понимаю, как можно свести это уравнение, скажем к функции Ламберта

Честно говоря, не знаю. А зачем Вам именно эта функция?
......................
Кстати, для действительных чисел, $x=t $ для $x>0t>0$; ответ неполный.
Как минимум одно исключение я могу сходу назвать
$x=2; t=4$

А так как между этими точками существует как минимум один максимум
функции $\[
x^{\frac{1}
{x}} 
\]$, то таких пар $\[
x \ne t
\]
$ на отрезке$ [2,4] $континум.

PS Так что найти область решений в 4D пространстве будет задачей определённо нетривиальной,
а главное не понятно - зачем.
Это учебная задача или мат модель для каких-то реальных проблем?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача про степени
Сообщение17.06.2009, 18:13 


20/04/09

113
MGM Ага, а это уже наталкивает на мысли, спасибо большое
Задача чисто учебная, и в ее применимости я, к сожелнию, очень сомневаюсь
Кстати интересно, почему получаются именно 2 и 4 , может быть потому что это $[e]$ и ${[e]}^{[e]}$, где $e$ - известная постоянная, а $[]$ - целая часть числа ? :-)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 10 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group