Cómo integrar x ^ x con respecto a x

Ver aquí [1]

Hice esto antes una vez hoy y antes.

[matemáticas] x ^ {x} = (e ^ {\ ln (x)}) ^ {x} = e ^ {x \ ln (x)} [/ matemáticas]

[matemáticas] e ^ {x \ ln (x)} = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {(x \ ln (x)) ^ {k}} {k!} [/ matemáticas]

entonces [matemáticas] \ sum_ {k = 1} ^ {n} k ^ {k} = \ sum_ {x = 1} ^ {n} \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {(x \ ln (x)) ^ {k}} {k!} [/ math]

[matemáticas] \ int_ {1} ^ {n} x ^ {x} = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {1} {k!} \ frac {\ ln (x) ^ {k } (- k + 1) \ ln (x) ^ {- k} \ Gamma (k + 1, – (k + 1) \ ln (x))} {k + 1} | _ {1} ^ {n } \ leq \ sum_ {x = 1} ^ {n} \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {(x \ ln (x)) ^ {k}} {k!} \ leq \ int_ {2} ^ {n + 1} x ^ {x} = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {1} {k!} \ Frac {\ ln (x) ^ {k} (- k + 1) \ ln (x) ^ {- k} \ Gamma (k + 1, – (k + 1) \ ln (x))} {k + 1} | _ {2} ^ {n + 1} [/matemáticas]

Notas al pie

[1] Respuesta de Ryan Howe a ¿Cuál es la suma de [matemáticas] 1 ^ 1 + 2 ^ 2 + 3 ^ 3 + \ cdots + n ^ n [/ matemáticas]?

No puedes No está definido en términos de funciones estándar. Puede definir una nueva función de modo que su derivada sea [matemática] x ^ x + C [/ matemática], pero no existe tal función.

Es posible que desee revisar su respuesta después de leer las otras respuestas publicadas. No puedes No hay nada que integrar. X ^ X es solo eso, X para el poder de X. Nada más. No hay función aquí. Solo un numero. Es como decir “cómo integras 2 ^ 2 con respecto a 2. 2 al cuadrado = 4 es todo lo que tienes”.

Editar: Gracias a Steve Jones, hay una manera de hacer que esto funcione. Fui incorrecto al adoptar un enfoque simplista. Ver una de las otras respuestas.

La respuesta de David Joyce a ¿Se puede evaluar la integral [matemáticas] \ displaystyle \ int x ^ x \, \ mathrm {d} x [/ math]? Se pueden usar funciones especiales si esta integral no se puede evaluar con funciones simples, por ejemplo, la función Gamma Γ (x) o la función W de Lambert W (x).

Consulte esta respuesta para su pregunta.

¿Cómo se integra f (x) = x ^ x con respecto a x?

No hay antiderivada para esa función.

Pero si tuviera que especificar límites de integración, podría encontrar la integral definida numéricamente utilizando cualquiera de los softwares de cómputo numérico disponibles gratuitamente.

Por ejemplo:

… La respuesta es aproximadamente 0.78343051071213.

Es una integral no elemental, por lo que lo mejor que puede hacer es usar sumas infinitas o funciones especiales para encontrarla, o evaluar la integral definida entre límites arbitrarios, la integral definida de x ^ x dx de 0 a 1 se llama Sophomore’s sueño.

Bueno, la función no es integrable, quizás menos famosa que su primo (sen x) / x, que muchos estudiantes identifican como no integrable de inmediato.