26 votos

Chiste matemático "What if": la derivada de $\ln(x)^e$

Randall Munroe, el creador de xkcd en su último libro ¿Y si escribe (p. 175) que el análogo matemático de la frase "túmbame con una pluma" es ver la expresión $ \ln( x )^{e}$ . Y escribe respecto a esta expresión: "No es que, tomado literalmente, no tenga sentido, es que no se puede imaginar una situación en la que esto se aplique".

En el pie de página (misma página) también afirma que "si quieres ser malo con los estudiantes de primer año de cálculo, puedes pedirles que tomen la derivada de $ \ln( x )^{e}$ . Parece que debería ser " $1$ "o algo así, pero no lo es".

No entiendo la broma. Creo que no estoy entendiendo algo correctamente y no estoy apreciando la ironía. ¿Alguna ayuda?

28voto

Ant Puntos 10516

Uno está más acostumbrado a ver algo como $e^{\ln x}$ que sí es igual a $x$ . Su derivado es $1$ .

En general, cada vez que ves exponenciales elevados a un logaritmo, piensas que esto se va a simplificar. En este caso sólo tienes una potencia de un logaritmo, pero esa potencia es $e$ , por lo que "parece" una exponencial, pero por supuesto no lo es.

Aunque no es uno de los mejores xkcd en mi opinión :P

Ah por cierto, al parecer hay mucha gente que se confunde con los chistes de xkcd, y así explicar xkcd nació lo usé mucho :D

24voto

Kugelblitz Puntos 1979

Buen señor de los unicornios púrpura; tengo el libro hace un día y voy por la página 172. XD

Quiere decir que muchas expresiones como $e^{\ln(x)}$ y $\ln(e^x)$ igual $x$ pero si quieres ser malo con los estudiantes de primer año de cálculo (debido a su ingenuidad), inicialmente pensarán que es un problema sencillo, pero en realidad la derivada de la expresión $\ln( x )^{e}dx$ es

$$ \frac{e(\ln(x))^{e-1}}{x}$$

14voto

numbermaniac Puntos 18

Bueno, ya que $e^{\ln(x)}$ y $\ln(e^x)$ es igual a $x$ y también desde $\ln(x^a) = a \ln(x)$ tu cerebro espera razonablemente que haya algún tipo de simplificación que se aplique a esa expresión, pero no la hay. Es el típico chiste de Randall.

5voto

Mike Powell Puntos 2913

La explicación ya está en lo que has citado - Randall Munroe está diciendo simplemente y de forma bastante literal que una expresión como $(\ln x)^e$ es muy poco probable que aparezca en cualquier situación cuando se trabaja con las matemáticas, ya sean puras o aplicadas.

No es realmente un broma como tal; sólo está señalando algo que es absurdamente improbable. (Creo que es injusto para él llamarlo broma y juzgarlo como tal).

Aparte de todo esto, también está la cuestión de la notación y la familiaridad. Hay ciertas expresiones que se repiten en matemáticas, y fuera de los ejercicios de los libros de texto de cálculo sería bastante chocante encontrarse con que hay que encontrar la derivada de $c^x$ con respecto a $c$ y es casi psicológicamente más difícil de hacer que encontrar la derivada de $x^c$ con respecto a $x$ aunque sean totalmente equivalentes desde el punto de vista matemático.

Sobre la notación, Halmos ha aludido a esto en su Cómo escribir matemáticas :

A medida que la historia avanza, más y más símbolos se congelan. Los ejemplos estándar son $e$ , $i$ y $\pi$ y, por supuesto, $0$ , $1$ , $2$ , $3$ , . (¿Quién se atrevería a escribir "Que $6$ ser un grupo"). Otras cartas están casi congeladas: muchos lectores se sentirían ofendidos si " $n$ " para un número complejo, " $\varepsilon$ " para un número entero positivo, y " $z$ "para un espacio topológico. (La pesadilla de un matemático es una secuencia $n_\varepsilon$ que tiende a cero como $\varepsilon$ se convierte en infinito).

Relacionado, de Consejos de Milne para los autores (citando la Miscelánea de Littlewood, p60):

Se dice de los escritos de Jordán que si tuviera 4 cosas al mismo nivel (como $a,b,c,d$ ) aparecerían como $a$ , $M_3'$ , $\varepsilon_₂$ , $\Pi''_{₁,₂}$ ."

2voto

CodingBytes Puntos 102

En tiempos pasados escribimos $\sin x$ , $\sin^2 x$ , $\sin(2x)$ . Luego llegó Mathematica, que nos obligó a escribir ${\tt Sin[x]}$ lo cual está bien; pero al mismo tiempo se nos permite interpretar ${\tt Sin[x]^2}$ como ${\tt (Sin[x])^2}$ que no es tan obvio.

Por lo tanto, no está nada claro lo que se entiende por $\ln (x)^e$ fuera de Mathematica. ¿Es $\log x^e$ , $\bigl(\log x\bigr)^e$ ¿o incluso algo más? En cualquier caso: $\ \ln (x)^e$ es una mala tipografía.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X