有沒有兩個不相等的數 a 和 b,滿足 a 的 b 次冪等於 b 的 a 次冪?

時間 2021-05-10 13:24:15

1樓:何冬州楊巔楊豔華典生

首先我們需要將最大公約數及互質的概念推廣到有理數,推廣到實數。

令b/a=t≠1,易得a=t^(1/(t-1)),b=t^(t/(t-1)),

2樓:Owen

證明當a≠b時,存在a,b使得a^b-b^a=0令a,b為大於0的實數

原方程劃為a^(1/a)-b^(1/b)=0考慮函式f(x)= x^(1/x),x>0f(x)在(0,+∞)上連續且可導

f(x)=e^(lnx/x)

f』(x)=x^(1/x)×(1-lnx)/x^2當x<e時,f』(x)>0,函式單調遞增

當f(x)=e時,f』(x)=0,函式有最大值e^(1/e)當x>e時,f』(x)<0,函式單調遞增

lim(x趨近於0+)f(x)=lim(x趨近於∞+)f(x)=1所以當y屬於(1,e^1/e)時,必存在2個不同的x使得f(x)=y所以當a≠b時,存在a,b使得a^b-b^a=0

3樓:無名

分享乙個類似的問題。

有沒有兩個不相等的數a和b,滿足a的a次冪等於b的b次冪?

有a=1/2,b=1/4

更一般地:

4樓:甜甜甜菜

對於任何 滿足 (以下均假定 ) , 設 , 其中 , 顯然 由 唯一確定. 因為 , 比較指數得 , 這說明所有 都是 的形式.

反之, 對於任意的 , 容易驗證 且 , 這說明所有這種形式的數對都等於某 .

也就是說所有 恰由引數方程 給出, 其中 . 由於 嚴格單調增, 是 上的雙射, 其中 是所有 的集合. 作為乙個直接推論, 滿足條件的 必須有無窮對.

事實上我們還可以得到一些更有趣的結論: 例如注意到 只能從 中取值, 這表明 是唯一的正整數解. 同時任何 對應唯一的 , 對應唯一的 , 說明 是 的函式, 記為 .

又因為 嚴格單調減, 嚴格單調減, 存在. 如果將條件 放寬到 , 那麼當 時 , 又因為當 時 和 都 , 如果補上點 , 所有 就是一條關於直線 對稱的連續曲線. 這條曲線, 並上直線 , 就是函式 的零點的集合.

5樓:智商稅

有,滿足 的數對 很多,而且它們近似地滿足 。

它更重要的意義在於:對於任意乙個正數a,都存在乙個與它不等的正數b,使冪可交換。

首先,方程 的圖象非常類似於直線 與某種曲線聯合;其次,很容易知道,這個曲線以直線 為漸近線,而且經過 。

擁有同樣漸近線,並經過同一點的雙曲線的右上半支,如果作圖出來的話(綠色虛線),會發現重合得相當好。

【試圖證明】

兩邊同時取對數得 即

直線與雙曲線聯合的方程為 ,展開並分離變數得

6樓:離夢炎

看了其他答主的回答,我就偷個懶吧

大佬們的解法太強了,我換個思路吧

見有好幾個答主都說到了 ,這個答案其實還可以寫成這個式子的啟發性很強,是不是可以根據這樣創造無窮多類似的解呢?

當x、y、n都不為0時,有

令 ,則 ,即

此時,只需令 ,化解得

只需求出 ,也就是

設 ,則有

7樓:梡樽

化簡後可以得到

y/x=lny/lnx

則存在a使得y=alny且 x=alnx,y≠x其實就是方程ax=lnx在什麼情況下有兩個不同的實根,這就取決於a的取值範圍。

接下來就很簡單咯,你會發現在不同斜率的a下,直線ax和lnx當然有兩個交點的時候,a不同則解也不同,因此滿足條件的有無數種解。

8樓:雲淺知處

哇剛剛回來看的時候發現問題改了/fad

「並且 和 互質數」是啥意思啊,意思是 且 互質嗎qwq

下面為原回答,我在最後面會補上改題目後的這種情況的w

如果沒有「互質」這個條件的話,那麼是有的,且有無窮多組。

比如: 。

再整個活,比如:

(第二組這裡求的是近似值,實際上這是兩個無理數,可能會有誤差)

更一般地,因為

若 0,b>0" eeimg="1"/>

則有 即

即 。考慮函式 ,有:

於是 在 內單調遞增,在 內單調遞減,在 處取到最大值。

大概長這個樣子:

由此可見,存在無陣列不同的 使得 ,即 。

但是這個過程其實是有一些缺陷的w

不過既然題目問的是「有沒有」,那這個方法是沒什麼問題了w,確實證明了有無陣列 使得。

若 且 互質,則:

0,b>0" eeimg="1"/>

則此時和上面的情況相同,那麼只需要驗證 左邊的正整數即可,也就是 。

顯然不可能,因為若 ,則 ,又 0" eeimg="1"/>,於是 或 ,而這兩種均不成立。

時,有 ,又 ,則 。此時 不互質,捨去。

2. 0,b<0" eeimg="1"/>

若 為奇數,則有 0,b^a<0" eeimg="1"/>,於是 。

所以必有 。

於是 ,則 ,於是 為偶數,又 為偶數,則 不互質,矛盾!

所以這種情況下, 不存在 使 ,且 ,互質。

3. 0" eeimg="1"/>

這種情況其實與第二種情況是相同的,只是把 換了個位置qwq。

4. 這種情況其實與第一種情況類似qwq。

我們取 ,則 0,q>0" eeimg="1"/>且 互質。

於是 ,即 。

亦即 。

若 為偶數,則 0" eeimg="1"/>,於是 0" eeimg="1"/>。

又 0" eeimg="1"/>,則有 0" eeimg="1"/>,即 為偶數,此時 不互質,不成立。

所以 為奇數。同理 為奇數。

所以 。

於是 ,即 。

那就和第一種情況差不多了qwq,兩邊取對數,得:

即: 亦即 ,那就和第一種情況沒區別了QAQ。

所以這時也不存在這樣的 ......

所以綜上所述,改題之後,並不存在 使得 且 互質qwq.......

QwQ看在珂朵莉這麼珂愛的份上,給個贊唄/qq

9樓:Danny

假設a b為正數,取對數有:

對於 ,函式 ,恒有兩個交點,因此解是存在的。

題主可以考慮一下這樣乙個問題 正整數解是什麼?

有一次想「985大學」,985這三個數字,想到了這個問題。

ContourPlot[x

^y==y

^x,,

]這個曲線上每一點都是解。

小範圍內

10樓:w72za

1/24更新

先上結論。

沒有。(對新問題「a和b是互質數」來說)

原問題:有沒有兩個不相等的數 a 和 b,滿足 a 的 b 次冪等於 b 的 a 次冪?

既然後來新添了「互質數」的條件,就限制在了非零自然數範圍內吧。也限制在了有理數範圍內(廢話)w

而根據結論我們有:當 時,

當a, b為有理數時,有且僅有通解

(或 )

(或 ) 且n為奇數)

(證明見原回答)

因為(n+1, n)=1 , 若a, b為整數,必然滿足n=1

不妨令a所以沒有( ̄▽ ̄)"

以下是原回答w

1/20

返校時候順便問了下這個題(笑)

當時是另一位佬突發奇想(?)想到的題然後貼到了黑板上,我卡了半個多小時,被旁邊的cjh同學幾個課間秒掉了:)

(原題中,a∈Q, b∈Q

以下是解答過程。(cjh同學的原稿跳步嚴重所以自己加了一點:)

1° a=0或b=0時,則a=b=0,不合題意

2° b>0 a>0

不妨設b=ka (k>1)

代入可得 ,即 , 即

設 , 代入得

即 因為 ,所以

因為 所以

所以 (因為n+r和r互質,所以由 可以得到 均為有理數又因為n+r, r均為整數,所以 均為整數,於是易得上式)(這一行看了我10分鐘才看明白(/_\)

當r≥2時不等式顯然不成立

(舉個栗子 r=2時 捨去;r=4時可得 , 顯然n<1,捨去;r為奇數時有時甚至會出現n<0 )

所以r=1 即此時 n+1≥n+1恆成立

即 且(此時a≤b)

3° 同理,當 a, b<0 時

易得 且為奇數

4° a<0 b>0時

此時設同理可得r=1

代入得n(n-1)<0 0

綜上,有通解

且n為奇數

過程可能有點不嚴謹比如 這裡也不知道怎麼證(懶的:) 畢竟咱才初二(笑)

無理數回頭再看看:)

剛看到下面 @離夢炎 的另一組通解n≥3時就是a, b的一組無理數解:-D

11樓:姜很犟

假設a^b=b^a,a和b都是正數,那麼就有a*lna=b*lnb。

考慮函式y=x*lnx(x>0) ,有y'=lnx+1。

當x<1/e的時候,y'<0,函式y單調遞減;

當x>1/e的時候,函式y單調遞增。

所以可以肯定,a和b可以不相同。

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