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L' équation x^y=y^x et d'autres. . .

Posté par
alainpaul
28-03-17 à 17:52

Bon après-midi,

LE BUT:apporter des solutions paramétrées à l'équation x^y=y^x

x,y >0 ;x\neq y ; y=x^t ,t \neq 1   d'où   x^y=x^{x^t} ,y^x=x^{tx}

et la relation xt=x^t   qui nous permet de paramétrer x et y  soit:

x=t^{\frac{1}{t-1}}  , y=(t^{\frac{1}{t-1}})^t =t^{\frac{t}{t-1}}
Les variables jouant le même rôle dans l'équation nous avons une seconde solution:

x=t^{\frac{t}{t-1}} ,y = t^{\frac{1}{t-1}}

Le procédé pouvant être étendu a une équation  aboutissant à x^t=ax^b t^k

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 29-03-17 à 08:54

Bonjour alainpaul,
Je ne comprends pas très bien ce message.
Dans les autres sujets, tu poses y = tx avec t >0. Et c'est beaucoup plus clair.

Avec comme départ x >0 , y > 0 et xy = yx :
On peut poser y = tx avec t > 0 .
En manipulant des exposants, ou en utilisant des logarithme, selon ses goûts, on trouve
2 cas :
1) t =1 donc x = y .

2) t 1 et x=t^{\frac{1}{t-1}}  ,   y=t^{\frac{1}{t-1}+1} =t^{\frac{t}{t-1}}


x=t^{\frac{t}{t-1}} ,y = t^{\frac{1}{t-1}} que tu appelles seconde solution, en échangeant x et y , revient à remplacer t par 1/t .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 29-03-17 à 10:00

Finalement y = tx revient au même que y=tx dans le contexte xy = yx .
Cependant je trouve y = tx plus facile à justifier par t = y/x .

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 29-03-17 à 10:47

Bon,


As-tu essayé de résoudre x^y=y^{3x} ,il me semble que cela est plus facile

pour les autres cas où les variables x et y n'ont pas le même rôle  de poser y=x^t

"y = tx   plus FACILE à justifier par  t = y/x ."  plus habituel surtout.

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 29-03-17 à 19:34

Bonne soirée,
Utiliser y=xt revient à poser t = lny / lnx .
Il faut donc traiter à part le cas x = 1 . Ensuite t peut être négatif. C’est gênant quand on veut utiliser des exposants quelconques.
Bref, autant j'ai trouvé l’idée de poser y = tx séduisante ( voir Sans calculs ), autant y = = xt m’embête.

En utilisant y = tx (ce qui revient à t = y/x ) , on trouve t \neq 3  ,   x=t^{\frac{3}{t-3}}  ,   y=t^{\frac{3}{t-3}+1} =t^{\frac{t}{t-3}} .
C’est ce que tu avais donné là Sans calculs .

Utiliser y = xt revient à poser t = lny / lnx . Il faut donc à priori envisager à part le cas x= 1 qui donne le couple solution (1,1). Je n’ai pas fouillé le problème posé par le signe de t .
Avec y = xt , je trouve t \neq 1  ,   x=(3t)^{\frac{1}{t-1}}  ,   y=(3t)^{\frac{1}{t-1}+1} =(3t)^{\frac{t}{t-1}} .
Avec t = 1/3 , on retrouve le couple (1,1).

Pour finir : On passe du premier paramétrage au second en remplaçant t par 3t.

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 31-03-17 à 14:21

Bonne après-midi,

Oui.

Ce que tu avais produit sans calculs ne montre pas que la solution est unique.

Je te propose le paramétrage des solutions de :x^y=y^{x^2} ; x,y >0

En posant les conditions nécessaires .Pour le moment je souhaite rester dans R.


Amicalement,

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 01-04-17 à 22:01

Bonsoir alainpaul,
Peux-tu expliciter ce que tu entends par "ne montre pas que la solution est unique" ?
Je suppose que tu parles de x^y=y^{3x} et des paramétrages.


Pour x^y=y^{x^2} , est-ce bien x^y=y^{(x^2)} ?
Si oui, j'arrive à quelque chose avec y = tx2 (ce qui revient à poser t = y / x2 ) :

t \neq 2 \;   et \large    x = t^{\frac{1}{t-2}}   \;   y = t^{\frac{t}{t-2}}

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 02-04-17 à 11:02

Bon dimanche,

Nous tenons donc la solution pour un certain nombre d'équations puissances.

Je quitte donc ce terrain.

Serais-tu d'accord pour creuser le problème de sommes diophantiennes,voir
Pb;

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 02-04-17 à 16:43

Bonne fin de dimanche,
Je veux bien "creuser le problème de sommes diophantiennes", mais où ?

Je reste encore un peu sur le terrain x^y=y^{(x^2)} .
Tout d'abord des valeurs de t qui donnent des valeurs entières pour x et y :
t = 1 x = y = 1 . t = 3 x = 3 y = 27 . t = 4 x = 2 y = 16 .
Peut-on en trouver d'autres ?

t = 8 donne x irrationnel. x = 2 y = 16 . (2)16 = 162 .

Enfin, il y a plein de valeurs de t qui donnent x et y rationnels :
2,1 2,2 5/2 3/2 1,8 ...

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 02-04-17 à 19:33

Bonsoir Sylvieg ,

J'aimerais avoir ton avis sur un exercice de maths lycée ,classe de première
sur le site intitulé 'Problème de maths insoluble'.
Il s'agit de trouver 5 entiers naturels connus par leurs 10 sommes 2 à 2 .

Que penses-tu de la solution que j'apporte dans le dernier mail?

Je souhaiterais creuser ce type de problème,

Alain

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 22-04-17 à 09:04

Bon samedi alainpaul,
Je viens de retomber par hasard sur ce sujet où on cherche les solutions entières de x^y=y^{(x^2)} :
Problème Olympiade

Il y a un lien avec la solution :
C'est le problème 5 .

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 22-04-17 à 11:23

Bonjour Sylvieg,

Merci pour tes informations.
Je vois que tu as bien creusé la question,

Amicalement,

Alain

Posté par
alainpaul
re : L' équation x^y=y^x et d'autres. . . 21-10-17 à 12:25

Bonjour,

De l'équation :x^y=y^x  
Je vois que le thème ressurgit  sur le site terminale avec:2^y=y^2 ,y\in R ici x est connu.

Ce que nous avions mis en évidence \exists t  \in R |   {xt=x^t=y}
valable aussi pour t=1 .

Alain



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