〇〇 发表于 2010-3-9 15:32:55

求解一个方程

x^(x+1)=(x+1)^x

〇〇 发表于 2010-3-9 15:35:10

一个无理数,怎么表达

KeyTo9_Fans 发表于 2010-3-9 17:38:26

$f(x)=x^(x+1)-(x+1)^x$的函数图像如下:



从图中可以看出,$f(x)=0$只有唯一一个实数解,在$2$~$2.5$之间。

然后打开Windows自带的计算器,从$x=2.3$开始,使用牛顿迭代法迭代了$6$次,得到了$40$个有效数字。

但Windows计算器只能显示前$32$个有效数字。

结果如下:

$x=2.2931662874118610315080282912508$

然后把上述实数google一下,

http://www.google.cn/search?hl=zh-CN&source=hp&q=2.2931662874118610315080282912508&btnG=Google+%E6%90%9C%E7%B4%A2&aq=f&oq=

得到两条搜索结果。

其中一条

http://mathworld.wolfram.com/FoiasConstant.html

说这是方程

$x=(1+1/x)^x$

的解。

经检验,这个方程与楼主的方程等价。

但我硬是没推出来是怎么等价的。

KeyTo9_Fans 发表于 2010-3-9 18:07:04

楼主你太牛了!

随便写了一个方程就涉及到一个著名的数学难题!

你的方程确实与

$x=(1+1/x)^x$

等价。

$x^(x+1)=(x+1)^x$

方程两边同除以$x^x$即可得到

$x=(1+1/x)^x$

所以两个方程等价。

刚才试了别的变换方式,没有想到这一步。

根据搜索结果中的内容,猜测这大概是一个超越数,没法表示。

wayne 发表于 2010-3-10 09:52:05

推广一下:
对于给定的是s,s>0,方程    x^{\frac{1}{x}}=(x+s)^{\frac{1}{x+s}}的正数解为f(s)

那么f(1)=2.293166287411861031508028291250805864372257290327121248537710396168506488009157743629042013804828257

该函数f(s)的图像为:

===================================================

貌似,f(0)=2.71828182845904523536028747135266.....................

〇〇 发表于 2010-3-10 15:33:49

(x+2)^x=x^(x+2)的解就很好算,2

gxqcn 发表于 2010-3-10 15:50:26

5# wayne

这个推广蛮有意义的,f(s)似乎是个递减函数,可有下限?是不是等于1?

mathe 发表于 2010-3-10 16:54:24

推广一下:
对于给定的是s,s>0,方程    x^{\frac{1}{x}}=(x+s)^{\frac{1}{x+s}}的正数解为f(s)

那么f(1)=2.293166287411861031508028291250805864372257290327121248537710396168506488009157743629042013804 ...
wayne 发表于 2010-3-10 09:52 http://bbs.emath.ac.cn/images/common/back.gif
两边取对数就是
${log(x)}/x={log(x+s)}/{x+s}$
也就是x和x+s关于函数$f(t)={log(t)}/t$的取值相等。
作出这个函数在$t>1$部分的图像后就非常容易理解x和s的关系了。
下然s=0时x取e,而s趋向无穷时x趋向1
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