9 svar
189 visningar
Clarence 40 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 14:21 Redigerad: 10 mar 2018 14:26

Differentialkalkyl

Hej! 

Jag har kört fast i en uppgift och hoppas kunna få lite vägledning. Uppgiften lyder enligt följande: 

För vilka värden på a>0 har ekvationen a log x = x lösningar?

Så här har jag tänkt. Jag vill för ett givet a se om det finns ett x som uppfyller ekvationen. Enligt definitionen av a-logaritmer gäller att dessa bara finns om
a!=1, så i princip har jag 2 fall, dels då 0 < a < 1, och dels då
a>1. 

 

Ekvationen kan jag skriva om till, alog(x) -x = 0, vilket bildar funktionen f(x) = alog(x) - x, för x>0. Jag vill nu se om grafen y=f(x) skär x-axeln y=0. 

 

Jag ska sedan derivera f(x) och undersöka nollställen och teckenväxlingar, och ska då kunna se att f(x) har en maximipunkt. Frågan är nu om maximivärdet är <0 eller inte (om inte så saknas en skärningspunkt). 

Jag ser att alog(x) - x = 0 kan skrivas om till ln(x)/ln(a) -x = 0.

 

Sedan kommer problemen. Jag är osäker på hur jag ska gå tillväga för att derivera funktionen. d/dx av ln(x) = 1/x men sedan blir jag osäker.

Jag behöver alltså hjälp med att derivera funktionen, samt hur jag sedan läser ut maximipunkten ur derivatan. 

 

Tacksam för all hjälp! 

pi-streck=en-halv 497 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 14:24

Menar du logax \log_a x ?

Clarence 40 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 14:29

alogx =x , ska det vara. Förlåt för otydligheten. 

pi-streck=en-halv 497 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 14:37 Redigerad: 10 mar 2018 14:37

Men du skrev "Jag ser att alog(x) - x = 0 kan skrivas om till ln(x)/ln(a) -x = 0."

a·logxlnxlna a \cdot \log x \neq \frac{\ln x}{\ln a} (Där log \log är tiologaritmen). 

Clarence 40 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 14:52

Enligt min kurslitteratur är alogx =lnxlna

Det kanske är jag som skrivit fel, är inte helt 100 på hur latex används. Det är inte alogx jag försöker skriva utan alog

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 15:02

Hej!

Vill du bestämma alla tal (x) som löser ekvationen

    (a-logaritmen för x) = x?

Albiki

P.S. Det står inte (a minus logaritmen för x).

Clarence 40 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 15:08 Redigerad: 10 mar 2018 15:09

Här är alltså uppgiften, och enligt min kurslitteratur ska VL vara = ln x ln a

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 10 mar 2018 15:21

Hej!

Då är det så som jag skrivit, som du kan kontrollera genom att sätta a = e. Det sedvanliga beteckningssättet för a-logaritm är   loga \log_a som redan skrivits i tråden.

Du vill alltså studera lösningar till ekvationen logax=x \log_a x = x .

  • Man ser omedelbart att eventuella lösningar är positiva tal.
  • Man ser också att eventuella lösningar måste ligga i intervallet [1,oo), eftersom vänsterledet är negativt om 0<x<1.
  • Man ser att x=1 x=1 är inte en lösning, eftersom loga1=0. \log_a 1 = 0.

Eventuella lösningar måste alltså ligga i det öppna intervallet (1,oo).

Albiki

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2018 16:11

Studera nollställen till funktionen

    f(x)=lnx-xlna f(x) = \ln x - x\ln a där x>1 x > 1 ;

det gäller ju att om f(x)=0 f(x) = 0 så är logax=x. \log_{a} x = x.

Albiki

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2018 16:28

Funktionens derivata

    f'(x)=1x-lna f'(x) = \frac{1}{x} - \ln a

är positiv på intervallet 1<x<1lna 1 < x < \frac{1}{\ln a} och negativ på intervallet x>1lna x > \frac{1}{\ln a} ; för att detta ska vara meningsfullt måste det gälla att 1<a<e 1<a<e .

Funktionen f f är följaktligen växande på intervallet (1,1lna) (1,\frac{1}{\ln a}) och avtagande på intervallet (1lna,) (\frac{1}{\ln a},\infty) .

Det gäller att

    f(1lna)=-(1+lnlna) f(\frac{1}{\ln a}) = -(1+\ln\ln a) .

För att funktionen f f ska ha en chans att ha nollställen måste det gälla att

    lnlna<-1 \ln\ln a < -1 , vilket betyder att 1<a<e1e. 1<a<e^{\frac{1}{e}}.

Albiki

Svara
Close