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超幂运算到实数与复数高度的推广

经典分析与常微分方程 2025-10-30 v4

摘要

连续超幂函数 xr=τ(r,x){^x}r=\tau(r,x) 是方程 τ(r,x)=rτ(r,x1)\tau(r,x)=r^{\tau(r,x-1)} 及其微分方程 τ(r,x)=qτ(r,x)τ(r,x1)\tau'(r,x) =q \tau(r,x) \tau'(r,x-1) 的唯一解,其显式表达式为 xr=exprx+1[{x}]q{^x}r=\exp_{r}^{\lfloor x \rfloor+1}[\{x\}]_q,其中 xx 称为高度的实数变量,rr 称为底的实常数,{x}=xx\{x\}=x-\lfloor x \rfloor 为锯齿函数,x\lfloor x \rfloorxx 的下取整函数,[{x}]q=(q{x}1)/(q1)[\{x\}]_q=(q^{\{x\}}-1)/(q-1){x}\{x\} 的 q-类比且 q=lnrq=\ln r。尽管 xr{^x}r 在实数 rxr-x 平面上每一点都连续,但其到复数高度与底的推广定义域有限。底 rr 可推广到复平面当且仅当 xZx\in \mathbb{Z}。另一方面,高度 xx 可在 (x)Z\Re(x)\notin \mathbb{Z} 时推广到复平面。因此 xr{^x}r 中的 rrxx 不能同时为复数值。基于 xr{^x}r 的显式公式导出了超幂运算法则。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.00247,
  title  = {Extension of tetration to real and complex heights},
  author = {Takeji Ueda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.00247},
  year   = {2025}
}

备注

I will revise the most of the contents based on new findings and submit in a new context