極限を求める
計算を進めていくと,変数が特定の値を取り,式を評価する必要が出てくる.その多くの場合には,単に置換演算子
を使い変換規則を適用することで対処できる.
| In[1]:= |
| Out[1]= |
ところが,場合によっては特別な配慮をしなければならないときがある.
例えば,
のときの
の値を考えてみよう.単純に
を0に置き換えると答は不定,つまり,
になってしまう.
の点における
の正しい値を求めるには極限を取らなければならない.
| Limit[expr,x->x0] | 式 expr の x が |
| In[2]:= |
| Out[2]= |
| In[3]:= |
| Out[3]= |
| In[4]:= |
| Out[4]= |
| In[5]:= |
| Out[5]= |
| In[6]:= |
| Out[6]= |
| In[7]:= |
| Out[7]= |
ある点についてすべての関数が極限を持っているとは限らない.例えば,関数
は
の近傍で激しく振動するため,定まった極限を持たない.とはいうものの,
が実数である限り
の近傍における関数の値は必ず
から
の範囲にある.極限がある有限の幅の中を動くとき,LimitはIntervalを使ってその区間を示す.Interval[{xmin![]()
は,不確定な極限の値が
から
の間にあることを示す.
| In[8]:= |
| Out[8]= |
Intervalオブジェクトには演算操作が行える.
| In[9]:= |
| Out[9]= |
Intervalオブジェクトが使われ極限がシンボル的に表される.
| In[10]:= |
| Out[10]= |
関数によっては,どの方向から接近していくかにより極限が異なるものがある.LimitにオプションDirectionの設定を行うことで,方向が指定できる.
| Limit[expr,x->x0,Direction->1] | x が |
| Limit[expr,x->x0,Direction->-1] | x が |
| In[11]:= |
| Out[11]= | ![]() |
| In[12]:= |
| Out[12]= |
| In[13]:= |
| Out[13]= |
等の未知の関数に対してLimitを適用しても,関数の特性が判明していないため,Limitはシンボル的な関数の形に留められ,評価は行われない.
| In[14]:= |
| Out[14]= |

