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Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 12:09
da jhs
Buongiorno, purtroppo le mie conoscenze di matematica derivate dall'ITIS di qualche ventennio fà sono un po' arrugginite.
Ho trovato in un libro che sto leggendo questa equazione (la riporto esattamente come è scritta sul libro e in forma più leggibile):
S=KA(B-C)((1-3XC/A)^(1-2/X)-1)/D^2/(2-X)

$S=KA(B-C)((1-3XC/A)^(1-2/X)-1)/D^2/(2-X)$
dati S,K,A,B,C,D vorrei ricavare X.
Il mio problema è che avendo l'incognita sia nella base,nell'esponente, e nell'ultima parentesi, non riesco a ricavarla.
Potreste darmi un aiuto?

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 13:36
da sellacollesella
Hai pienamente ragione, non risulta possibile esplicitare \(x\) tramite funzioni elementari.

Ad esempio, ciò accade anche in un'equazioncina del tipo: \[
e^x-x-2=0
\] per la quale una strategia consiste nel riscriverla come: \[
e^x = x + 2
\] ossia come: \[
\begin{cases}
y_1 = e^x \\
y_2 = x + 2 \\
y_1 = y_2
\end{cases}
\] e individuare eventuali intersezioni tra i due grafici:

\(\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\)Immagine

da cui si scopre che l'equazione in esame ha due soluzioni \(x\) reali: una in \([-2,-1]\) e una in \([1,2]\).
Ciò fatto, risulta possibile approssimarle numericamente applicando un opportuno metodo numerico.

Il più semplice di tutti è il cosiddetto metodo di bisezione, altrimenti c'è il metodo delle secanti, o ancora il metodo delle tangenti e così via, la scelta dipende un po' dal contesto e dalle proprie abilità matematiche.

A prescindere dal metodo applicato è possibile stabilire \(x \approx -1.84141\) o \(x \approx 1.14619\).

Tutto ciò per farti capire dove dovrai parare se vorrai risolvere quell'equazione rispetto ad \(x\). Se contestualizzi un po' il problema e ci dici che valori numerici possono assumere i vari parametri sarà possibile aiutarti di più.

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 13:57
da jhs
Certo, l'unico esempio che ho con me ora è questo che riporta i seguenti valori per l'equazione:
A=4370 B=1500 C=954 D=3000 K= 1158 e X=0.5 da cui risulta S=303.5. Per quanto riguarda i valori di X, vale sempre il vincolo: X>0
Eventualmente più tardi quando rientro controllo nel libro.

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 14:29
da sellacollesella
Purtroppo quei valori numerici non sono compatibili con l'equazione che hai scritto sopra, non la verificano. Il mio consiglio è di rivedere il tutto per bene o comunque di caricare una immagine per fugare ogni dubbio. :-)

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 15:20
da jhs
Non sono molto pratico a scrivere le formule al PC, non riesco a scriverla bene;
$S=KA(B-C){(1-\frac(3XC)(A))^(1-2/X)-1}$
il tutto diviso per $D^2$ e poi diviso ancora per $(2-X)$
Sostituendo con i dati sopra S dovrebbe risultare corretto approssimando i decimali.

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 15:57
da sellacollesella
Sostituendo i valori numerici di cui sopra, abbiamo:

  • \(KA(B-C) = 2763011160\);

  • \(1 - \frac{3XC}{A} = 0.67254\);

  • \(1 - \frac{2}{X} = -3\);

  • \(0.67254^{-3}-1 = 2.28735\);

  • \(2763011160 \cdot 2.28735 = 6319973577\);

  • \(6319973577/D^2 = 702.219\);

  • \(702.219/(2-X) = 468.146\);
che, al di là delle approssimazioni, è diverso da \(303.5\).

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 16:09
da jhs
Hai perfettamente ragione, ho sbagliato io a copiare il risultato negli appunti!! Il risultato che riporta il libro è 468.2, in linea con quanto hai calcolato tu.

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 16:37
da pistacios
Scusate se mi infilo in mezzo :D
Ad esempio, ciò accade anche in un'equazioncina del tipo: \[
e^x-x-2=0
\]
Per curiosità, come posso capire quando in effetti non è esplicitabile in funzioni elementari (in modo inequivocabile)? Aka come ti è venuto quell'esempietto? Perché se ci penso mi rimane una tavola bianca e non mi vengono idee :lol: (o se mi vengono non ho la certezza che non sia in effetti esplicitabile ma non sia io capace)

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 17:31
da Faussone
pistacios ha scritto:Per curiosità, come posso capire quando in effetti non è esplicitabile in funzioni elementari (in modo inequivocabile)? Aka come ti è venuto quell'esempietto? Perché se ci penso mi rimane una tavola bianca e non mi vengono idee :lol: (o se mi vengono non ho la certezza che non sia in effetti esplicitabile ma non sia io capace)


Non è che ci sia una regola, provi a ricavare $x$ e te ne rendi conto, un buon indizio è quando appaiono funzioni non algebriche trascendenti (come esponenziali, logaritmi ecc).

Comunque se si vuole ricavare la $x$ quando quella $S=0$ allora credo non ci siano soluzioni nei numeri reali1. (nel senso che quella espressone è sempre positiva e tende ad infinito quando $x$ tende a 2).

Note

  1. Nei reali la funzione esiste solo per $x<A/(3C)$.

Re: Ricavare x

MessaggioInviato: 09/02/2024, 17:49
da jhs
Faussone ha scritto:
pistacios ha scritto:Per curiosità, come posso capire quando in effetti non è esplicitabile in funzioni elementari (in modo inequivocabile)? Aka come ti è venuto quell'esempietto? Perché se ci penso mi rimane una tavola bianca e non mi vengono idee :lol: (o se mi vengono non ho la certezza che non sia in effetti esplicitabile ma non sia io capace)


Non è che ci sia una regola, provi a ricavare $x$ e te ne rendi conto, un buon indizio è quando appaiono funzioni non algebriche trascendenti (come esponenziali, logaritmi ecc).

Comunque se si vuole ricavare la $x$ quando quella $S=0$ allora credo non ci siano soluzioni nei numeri reali1. (nel senso che quella espressone è sempre positiva e tende ad infinito quando $x$ tende a 2).

No, X non può mai essere 0 e nemmeno S. A me interessa ricavare X dati gli altri coefficienti, che sono sempre maggiori di 0.
Nell'esempio S=468.146 (il testo approssima a 468.2).

Note

  1. Nei reali la funzione esiste solo per $x<A/(3C)$.