Esponente esponenziale

Messaggioda axpgn » 10/09/2018, 23:23

Anni fa, in una gara matematica, fu dato questo problema:

$x^(x^(x^(.^(.^.))))=2$


La soluzione "ufficiale" sottolineava il fatto che l'esponente della $x$ di base era uguale all'intera espressione perciò $x^2=2$ da cui $x=sqrt(2)$.

Uno studente fece però osservare che anche $x^(x^(x^(.^(.^.))))=4$ forniva la stessa soluzione (cioè $x=sqrt(2)$).

....mmmm.... ma allora quanto vale $sqrt(2)^(sqrt(2)^(sqrt(2)^(.^(.^.))))=?$

Cordialmente, Alex

P.S.: non è una richiesta di aiuto, conosco la risposta ed anche un modo per arrivarci :D
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Re: Esponente esponenziale

Messaggioda Erasmus_First » 11/09/2018, 03:55

axpgn ha scritto:quanto vale $sqrt(2)^(sqrt(2)^(sqrt(2)^(.^(.^.))))=?$
Vale 2.
Forse sarebbe megliio diire che la successione ${a_n}$ così definita [per ricorrenza].
$a_0 = sqrt2$; $∀n ∈ NN$ $a_(n+1) = sqrt2^ (a_n)$
al tendere di n all'infinito tende a 2.
Ma proviamo a pensare a quest'altra successione: $a_0 =2$; $∀n ∈ NN$ $a_(n+1) = sqrt2^ (a_n)$.
Questa vale 2 per ogni indice! [ $∀n ∈ NN$ $a_n = 2$ ].
$sqrt2^2 = 2$; $sqrt2^(sqrt2^2) = 2$: $sqrt2^(sqrt2^(sqrt2^2)) = 2$; ...
Invece quest'altra: $a_0 =4$; $∀n ∈ NN$ $a_(n+1) = sqrt2^ (a_n)$
vale costantemente 4. [ $∀n ∈ NN$ $a_n = 4$ ]
$sqrt2^4 = 4$; $sqrt2^(sqrt2^4) = 4$: $sqrt2^(sqrt2^(sqrt2^4)) = 4$; ...
Insomma: se una pila [indentata] arbitrariamente numerosa di esponenti tutti uguali a √(2) ha in cima l'esponente 2 il risultato è sempre 2; ma se la stessa pila ha in cima l'esponente 4 il risultato è sempre 4.
Siccome lesponente "neutro" è 1 [nel senso che per ogni x succede x^1 = x], possiamo immaginare che la pila di esponenti tutti uguali a √(2) abbia in cima l'esponente 1. Allora il risultato dipende dal numero di esponenti, cresce con questo numero, è sempre inferiore a 2 e tende a 2 al tendere all'infinito del numero di esponenti.
√(2) ≈ 1,4142; √(2) ^ √(2) ≈ 1,6325; √(2) ^[√(2) ^√(2)] ≈1,708; √(2) ^{√(2) ^[√(2)^√(2)]} ≈ 1,8409 ...
_________
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Re: Esponente esponenziale

Messaggioda axpgn » 11/09/2018, 13:25

Ti sei dimenticato lo spoiler …

Comunque, sostanzialmente sì … :D

Ecco la mia …

Testo nascosto, fai click qui per vederlo
Possiamo vedere questa espressione $ sqrt(2)^(sqrt(2)^(sqrt(2)^(.^(.^.))))=y $ come il limite della successione $sqrt(2), sqrt(2)^sqrt(2), sqrt(2)^(sqrt(2)^sqrt(2)), ...$

Questo limite esiste; la successione è strettamente crescente e limitata superiormente.

La crescenza possiamo dimostrarla per induzione: chiamiamo la successione $s_1, s_2, …$ ,

abbiamo $s_(i+2)=sqrt(2)^(s_(i+1))>sqrt(2)^(s_i)=s_(i+1)$

Per la limitatezza possiamo osservare che se sostituiamo il $sqrt(2)$ più "alto" in ogni $s_i$ con $2$ (che è maggiore di $sqrt(2)$) ogni $s_i$ "collassa" sempre a $2$.



Cordialmente, Alex
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