Si x potencia x (x ^ x) es igual a a, ¿cuál es el valor de x en términos de a?

La función Lambert W establece que para un número complejo, diga [math] z [/ math]

Si, [matemáticas] f (z) = z \ cdot e ^ z [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] f ^ {- 1} (z) = W (z) [/ matemáticas]


[matemáticas] x ^ x = a [/ matemáticas]

Toma el logaritmo natural de ambos lados

[matemáticas] \ ln (x ^ x) = \ ln (a) [/ matemáticas]

Utilice las propiedades [math] \ log [/ math]

[matemáticas] x \ cdot \ ln (x) = \ ln (a) [/ matemáticas]

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

Si toma [matemáticas] z = \ ln (x) [/ matemáticas]

[matemáticas] z \ cdot e ^ z = \ ln (a) [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] z = W (\ ln (a)) [/ matemáticas]

o, [matemáticas] \ ln (x) = W (\ ln (a)) [/ matemáticas]

[matemáticas] \ boxed {x = e ^ {W (\ ln (a))} = \ dfrac {\ ln (a)} {W (\ ln (a))}} [/ math]


Algunos valores de [matemáticas] W (x) [/ matemáticas] son

[matemáticas] W \ left (- \ dfrac {\ pi} {2} \ right) = \ dfrac {\ pi} {2} i [/ math]

[matemáticas] W \ left (- \ dfrac {\ ln (a)} {a} \ right) = – \ ln (a) [/ math]

[matemáticas] W \ left (- \ dfrac {1} {e} \ right) = – 1 [/ math]

[matemáticas] W (0) = 0 [/ matemáticas]

[matemática] W (1) = [/ matemática] constante Omega [matemática] \ aprox0.56714329 [/ matemática]

[matemáticas] W (e) = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] W (-1) \ aprox-0.31813-1.33723i [/ matemáticas]


Por ejemplo [matemáticas] x ^ x = e [/ matemáticas]

Entonces [matemáticas] x = \ dfrac {\ ln (e)} {W (\ ln (e))} = \ dfrac {1} {W (1)} = \ dfrac {1} {\ Omega} = \ dfrac {1} {\ displaystyle \ int _ {- \ infty} ^ {\ infty} \ dfrac {dt} {(e ^ tt) ^ 2 + \ pi ^ 2} -1} \ aprox1.763222834351896 [/ math]

Puedes comprobar

[matemáticas] 1.763222834351896 ^ {1.763222834351896} [/ matemáticas]

Vea que la aproximación falla después del 14to dígito, debería ser 45, no 42

¡Espero eso ayude!

[matemáticas] x ^ x = a [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica x \ ln x = \ ln a [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica e ^ {\ ln x} \ ln x = \ ln a [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica \ ln x = W (\ ln a) [/ matemáticas]

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

[matemáticas] \ implica x = \ dfrac {\ ln a} {W (\ ln a)} [/ matemáticas]

donde [math] W (\ ln a) [/ math] es la función de Lambert.

a = O (log x / log log x). Resultado bien conocido.