■1000!/10^250は整数であるか? (その24)

 f(x)=x^x、x>0,f(0)=1の問題について再考してみよう.

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[1]f’(x)

 y=x^xの対数をとって,logy=xlogx.両辺をxで微分すると

  y’/y=logx+1→y’=x^x(logx+1)

[2]凸関数

  y”=y’(logx+1)+y/x=x^x[(logx+1)^2+1/x]>0

[3]y軸にy=1で接する

  y’=x^x(logx+1)

x→+0のとき,ロピタルの定理より

  xlogx=logx/(1/x)=(logx)’/(1/x)’=−x→0,

  x^x→1,(logx+1)→−∞

[4]最小値

 f’(x)=0より,logx+1=0→x=1/e.

 最小値(1/e)^1/e.

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