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¿Cómo se itera la exponencial $\exp^{[\circ x]}(y)$, $y\neq 1$, definida en base a la tetración?

Antecedentes:

La tetration \begin{equation} ^xe = \exp^{[\circ x]}(1) = \underbrace{e^{e^{\cdot^{\cdot^e}}}}_{x \text{ veces}} está bien definida cuando $x \in \mathbb{Z}$. La extensión de la tetration a altura real $x \in \mathbb{R}$ también puede ser entendida (aunque no es única). Por ejemplo, $^xe \approx 1+x$ para $-1 < x \leq 0$, y esto puede iterarse para interpretar $^xe$ en todo $x \in \mathbb{R}$.


Motivación:

Estoy preguntándome cómo se define $\exp^{[\circ x]}(y)$. Nuevamente, si $x \in \mathbb{N}$, esto es simplemente \begin{equation} \exp^{[\circ x]}(y) = e^{\cdot^{\cdot^{e^y}}}. También si $y = \exp^{[\circ n]}(1)$ para algún $n \in \mathbb{Z}$, entonces \begin{equation} \exp^{[\circ x]}(y) = \exp^{[\circ x+n]}(1), lo cual puedo interpretar para cualquier $x' = x+n \in \mathbb{R}$.


Pregunta:

En contraste, cuando $y \neq \exp^{[\circ n]}n(1)$ para ningún $n \in \mathbb{Z}$, ¿cómo se define $\exp^{[\circ x]}(y)$ para $x \in \mathbb{R}$? Supongo que alguna condición inicial debe ser establecida, como $\exp^{[\circ 0]}(y) = \operatorname{id}(y) = y$ y $\exp^1(y) = e^y$, pero no sé cómo interpolar esto en el intervalo $0 < x < 1$.


Un intento:

¿Es posible definir alguna interpolación arbitraria? Como

\begin{equation} \exp^{[\circ x]}(y) = (1-x)y + x e^y, \quad 0 \leq x \leq 1 \end{equation} y recrear $\exp^{[\circ x]}(y)$ en $x \in \mathbb{R}$ mediante iteración? ¿Existe un interpolante único? ¿O no son únicos pero dependen de la regularidad que impongamos?

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zeroasterisk Puntos 165

Si tenemos $\text{Tet}(x)=\exp^{[\circ x]}(1)$, entonces $$\exp^{[\circ x]}(y)=\text{Tet}\left(\text{Tet}^{-1}(y)+x\right)$$ La construcción de Kneser para Tet(x) es analítica, por lo que esta ecuación también funciona para valores complejos de x y y. La Tetration de Kneser también tiene propiedades de unicidad interesantes. Aquí hay un enlace en mathstack para obtener más detalles sobre la construcción de Kneser para Tet(x). Algoritmo de Tetration de Kneser

Como ejemplo, consideremos la semirepetición analítica de la función exponencial generada en términos de Tetration, que usando la notación del Op tendría x=0.5, y buscamos la semirepetición de y. $$\exp^{[\circ 0.5]} \left(\exp^{[\circ 0.5]}(y)\right)=\exp(y)$$ $$\exp^{[\circ 0.5]}(y)=\text{Tet}\left(\text{Tet}^{-1}(y)+0.5\right) $$ Esta ecuación para la semirepetición de la exponencial es correcta ya que la semirepetición de la semirepetición es trivialmente: $$\exp(y)=\text{Tet}\left(\text{Tet}^{-1}(y)+1\right) $$

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