From b2bd95848f389065dba2bb2ae1e0c58ed812b29a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sun, 6 Jun 2021 21:40:29 +0200 Subject: add new problem --- buch/chapters/020-exponential/code/xxl.c | 19 +++++++++++++ .../chapters/020-exponential/uebungsaufgaben/1.tex | 33 ++++++++++++++++++++++ 2 files changed, 52 insertions(+) create mode 100644 buch/chapters/020-exponential/code/xxl.c create mode 100644 buch/chapters/020-exponential/uebungsaufgaben/1.tex (limited to 'buch/chapters/020-exponential') diff --git a/buch/chapters/020-exponential/code/xxl.c b/buch/chapters/020-exponential/code/xxl.c new file mode 100644 index 0000000..2c38ffe --- /dev/null +++ b/buch/chapters/020-exponential/code/xxl.c @@ -0,0 +1,19 @@ +/* + * xxl.c -- find solution of x^x = 27 + * + * (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschue + */ +#include +#include +#include +#include + +int main(int argc, char *argv[]) { + double b = 27; + double w = gsl_sf_lambert_W0(log(b)); + printf("W_0(log(27)) = %f\n", w); + double x = exp(w); + printf("x = %f\n", x); + + return EXIT_SUCCESS; +} diff --git a/buch/chapters/020-exponential/uebungsaufgaben/1.tex b/buch/chapters/020-exponential/uebungsaufgaben/1.tex new file mode 100644 index 0000000..c88bdde --- /dev/null +++ b/buch/chapters/020-exponential/uebungsaufgaben/1.tex @@ -0,0 +1,33 @@ +Finde die Lösungen der Gleichung $x^x=27$ mit Hilfe der Lambert $W$-Funktion. + +\begin{loesung} +Wegen der speziellen Form $27=3^3$ der rechten Seite kann man +zwar die Lösung $x=3$ der Gleichung sofort erraten, für andere +Werte der rechten Seite wird es dagegen schwieriger, so dass man +keine andere Wahl hat, als die folgende Umformung zu verwenden. + +Wir schreiben zunächst die Gleichung mit Hilfe der Exponentialfunktion als +\[ +e^{x\log x} = 27 +\qquad\Rightarrow\qquad +x\log x = \log 27 +\] +und substituieren $t=\log x$, also $x=e^t$. +So entsteht die Gleichung +\[ +te^t = \log 27. +\] +Auf der linken Seite steht ein Ausdruck, der mit der Lambert $W$-Funktion +invertiert werden kann, es ist also +\[ +t = W(\log 27) +\qquad\Rightarrow\qquad +x=e^{W(\log 27)}. +\] +Für $W(\log 27)$ findet man +\[ +W(\log 27) = 1.098612 +\qquad\Rightarrow\qquad +x=3. +\] +\end{loesung} -- cgit v1.2.1