Processing math: 0%

miércoles, 31 de julio de 2024

Acerca de la función \,^{n}x:=x^{x^{x^{\cdot^{\cdot^{\cdot^{x}}}}}};n\in\mathbb{N} y de las ecuaciones con exponenciaciones sucesivas

La función \,^{n}x se define de la forma \,^{n}x:=x^{x^{x^{\cdot^{\cdot^{\cdot^{x}}}}}};n\in\mathbb{N} vamos a resolver la siguiente ecuación, para x, números reales no negativos, \,^{3}x=\,^{2}x

Comencemos con los pasos algebraicos:
  \,^{3}x=\,^{2}x
    x^{x{^x}}=x^x
      \ln(x^{x{^x}})=\ln(x^x)
        x^x\,\ln(x)=x\,\ln(x)
          x^x\,\ln(x)-x\,\ln(x)=0
            \ln(x)\cdot\left(x^x-x\right)=0 \Leftrightarrow \left\{\begin{matrix}\ln(x)=0\Rightarrow x=1 & (1)\\ x^x-x=0 & (2)\end{matrix}\right.

De (1) ya tenemos un valor de la solución. Veámos ahora qué ocurre con (2):
  x^x-x=0
    x^x=x
      \ln(x^x)=\ln(x)
        x\,\ln(x)=\ln(x)
          x\,\ln(x)-ln(x)=0
            (x-1)\,\ln(x)=0 \Leftrightarrow \left\{\begin{matrix}x-1=0\Rightarrow x=1 \\ \ln(x)=0 \Rightarrow x=1\end{matrix}\right., resultado que ya se ha obtenido en (1)
Entonces, la solución de la ecuación propuesta consta de un sólo valor, que es x=1

La siguiente gráfica de las representaciones de las funciones de sendos miembros de la ecuación original ilustran esta solución (punto de intersección):

\diamond

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Gracias por tus comentarios