AsymptoticEqual[f,g,xx*]
xx*のときの
または
の条件を与える.
AsymptoticEqual[f,g,{x1,…,xn}{
,…,
}]
{x1,…,xn}{
,…,
}のときの
または
の条件を与える.
AsymptoticEqual
AsymptoticEqual[f,g,xx*]
xx*のときの
または
の条件を与える.
AsymptoticEqual[f,g,{x1,…,xn}{
,…,
}]
{x1,…,xn}{
,…,
}のときの
または
の条件を与える.
詳細とオプション
- 「漸近的に等しい」は,f は g の「big-theta」である,f g によって有界である,f は g 程度である,f は g と同じように成長する,等とも表現される.点 x*はコンテキストから推測されることが多い.
- 「漸近的に等しい」は同値関係で,
かつ
である定数について,x が x*の近くにあるときに
であることを意味する.これは,AsymptoticEquivalentよりもきめが粗い漸近的同値関係である. - 点の近くの関数や級数の単純な表現のため,方程式の漸近解のため,複雑な計算で単純に下限を表すためにしばしば用いられる.
- 有限極限点の x*および{
,…,
}については以下のようになる. -
AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx*]
が
を意味する
,
,
が存在するAsymptoticEqual[f[x1,…,xn],g[x1,…,xn],{x1,…,xn}{
,…,
}]
が
を意味する
,
,
が存在する - 無限極限点については以下のようになる.
-
AsymptoticEqual[f[x],g[x],x∞]
が
を意味する
,
,
が存在するAsymptoticEqual[f[x1,…,xn],g[x1,…,xn],{x1,…,xn}{∞,…,∞}]
が
を意味する
,
,
が存在する - g[x]が x*付近に0の無限集合を持たない場合,AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx*]は,MinLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx*]>0かつMaxLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx*]<∞のときかつそのときに限り存在する.
- 次は,使用可能なオプションである.
-
Assumptions $Assumptions パラメータについての仮定 Direction Reals 極限点に近付く方向 GenerateConditions Automatic パラメータについての条件を生成する Method Automatic 使用するメソッド PerformanceGoal "Quality" 何を最適化するか - 次は,Directionの可能な設定である.
-
Reals または "TwoSided" 両実数方向から "FromAbove" または -1 上,つまり大きい値から "FromBelow" または +1 下,つまり小さい値から Complexes すべての複素方向から Exp[ θ]
の方向{dir1,…,dirn} 変数 xiに方向 diriを使う - x*におけるDirectionExp[ θ]は,曲線の接線が極限点 x*に近付く方向を示す.
- 次は,GenerateConditionsの可能な設定である.
-
Automatic 一般的ではない条件のみ True すべての条件 False 条件なし None 条件が必要な場合には未評価で返す - PerformanceGoalの可能な設定には,$PerformanceGoal,"Quality","Speed"がある."Quality"設定のとき,Limitはより多くの問題を解いたり,より簡単な結果を与えたりすることが多いが,より多くの時間とメモリが必要になる可能性がある.
例題
すべて開く すべて閉じる例 (2)
AsymptoticEqual[x ^ 2 + x Sin[x], 2x ^ 2 + 5, x -> ∞]Plot[{x ^ 2 + x Sin[x], 2x ^ 2 + 5, 1 / 10(2x ^ 2 + 5)}, {x, 0, 10}, PlotTheme -> {"Detailed", "DashedLines"}]AsymptoticEqual[x ^ 2 + 3y ^ 2, 2x ^ 2 + 6y ^ 2 + x, {x, y} -> ∞]Plot3D[{x ^ 2 + 3y ^ 2, 2x ^ 2 + 6y ^ 2 + x, 1 / 3(2x ^ 2 + 6y ^ 2 + x)}, {x, 0, 10}, {y, 0, 10}, PlotLegends -> "Expressions"]スコープ (9)
AsymptoticEqual[x, -x ^ 2, x -> ∞]AsymptoticEqual[(1/x^2), (1/x Sin[x]), x -> 0]答は明示的なTrueまたはFalseではなく,ブール式かもしれない:
AsymptoticEqual[Sinh[p(x - 2)], Sin[x - 2], x -> 2]パラメータを含む関数を比較する場合は,結果についての条件が生成されることがある:
AsymptoticEqual[(1/(x - 1)^p), (10/x - 1), x -> 1]AsymptoticEqual[x^4, x^2(1 - Cos[x]) UnitStep[x], x -> 0]AsymptoticEqual[x^4, x^2(1 - Cos[x]) UnitStep[x], x -> 0, Direction -> "FromAbove"]AsymptoticEqual[x^4, x^2(1 - Cos[x]) UnitStep[x], x -> 0, Direction -> "FromBelow"]上から非零の極限に近付くときの2つの関数の割合を可視化する:
Plot[(x^2(1 - Cos[x]) UnitStep[x]/x^4), {x, -1, 1}, PlotTheme -> {"DashedLines", "Detailed"}]Sqrtのような関数は,負の実数に沿って両方の実数方向で同じ関係を持つかもしれない:
AsymptoticEqual[(Sqrt[z] - I)^3, (z + 1)^3, z -> -1]AsymptoticEqual[(Sqrt[z] - I)^3, (z + 1)^3, z -> -1, Direction -> -I]AsymptoticEqual[(Sqrt[z] - I)^3, (z + 1)^3, z -> -1, Direction -> I]これは,軸が交差するときにSqrtの虚部の符号が逆になるところで分枝切断されているためである:
TableForm[Table[{-1 + Δ, Sqrt[-1 + Δ], Abs[Sqrt[-1 + Δ] - I]}, {Δ, {0.01, -0.01, 0.01I, -0.01I}}], TableHeadings -> {None, {z, Sqrt[z], HoldForm@Abs[Sqrt[z] - I]}}]AsymptoticEqual[(Sqrt[z] - I)^3, (z + 1)^3, z -> -1, Direction -> Complexes]4つの実数方向および複素数方向から近付く場合の関数の相対サイズを可視化する:
Plot[{Abs[ (Δz^3/(Sqrt[-1 + Δz] - I)^3)], Abs[ ((I Δz)^3/(Sqrt[-1 + I Δz] - I)^3)]}, {Δz, -1, 1}, IconizedObject[«plot options»]]AsymptoticEqual[(x - 1)^2(y - 2), Sin[ x]Cos[3y / 4], {x, y} -> {1, 2}]Plot3D[{Abs[(x - 1)^2(y - 2)], Abs[Sin[ x]Cos[ 3y / 2]]}, {x, y}∈Disk[{1, 2}, .9], PlotTheme -> "Detailed"]AsymptoticEqual[ Exp[x]Log[y], x y, {x, y} -> {-∞, ∞}]AsymptoticEqual[Sinh[x]y, Sinh[a x]y ^ 2, {x, y} -> {∞, 1}]オプション (9)
Assumptions (1)
Assumptionsを使ってパラメータについての条件を指定する:
AsymptoticEqual[1 + x ^ a, 1, x -> 0, Assumptions -> a ≥ 0]AsymptoticEqual[1 + x ^ a, 1, x -> 0, Assumptions -> a < 0]Direction (5)
AsymptoticEqual[x UnitStep[x], Sin[x], x -> 0, Direction -> "FromBelow"]AsymptoticEqual[x UnitStep[x], Sin[x], x -> 0, Direction -> 1]AsymptoticEqual[x UnitStep[x], Sin[x], x -> 0, Direction -> "FromAbove"]AsymptoticEqual[x UnitStep[x], Sin[x], x -> 0, Direction -> -1]AsymptoticEqual[FractionalPart[x ^ 2]Sin[x], Cos[x / 2], x -> 2, Direction -> "FromBelow"]AsymptoticEqual[FractionalPart[x ^ 2]Sin[x], Cos[x / 2], x -> 2, Direction -> "FromAbove"]AsymptoticEqual[FractionalPart[x ^ 2]Sin[x], Cos[x], x -> 2, Direction -> "TwoSided"]Plot[{FractionalPart[x ^ 2]Sin[x], Cos[x / 2], Abs[(FractionalPart[x ^ 2]Sin[x]/Cos[x / 2])]}, {x, 1.5, 2.5}, PlotLegends -> "Expressions"]AsymptoticEqual[Tan[x], (2/2x - π), x -> π / 2, Direction -> "FromBelow"]AsymptoticEqual[Tan[x], (2/2x - π), x -> π / 2, Direction -> "FromAbove"]AsymptoticEqual[Tan[x], (2/2x - π), x -> π / 2, Direction -> ℝ]AsymptoticEqual[Tan[x], (2/2x - π), x -> π / 2, Direction -> ℂ]AsymptoticEqual[ Sqrt[x - 1] - I, Tanh[x], x -> 0, Direction -> +I]AsymptoticEqual[ Sqrt[x - 1] - I, Tanh[x], x -> 0, Direction -> -I]AsymptoticEqual[ Sqrt[x - 1] - I, Tanh[x], x -> 0, Direction -> Reals]AsymptoticEqual[ Sqrt[x - 1] - I, Tanh[x], x -> 0, Direction -> Complexes]f[x_, y_] := Piecewise[{{2*x*y, y >= 0 && x <= 0}, {4*x*y, y > 0 && x > 0}}, 0]g[x_, y_] := Sin[x y]AsymptoticEqual[f[x, y], g[x, y], {x, y} -> {0, 0}, Direction -> "FromBelow"]AsymptoticEqual[f[x, y], g[x, y], {x, y} -> {0, 0}, Direction -> {"FromBelow", "FromBelow"}]AsymptoticEqual[f[x, y], g[x, y], {x, y} -> {0, 0}, Direction -> {"FromBelow", "FromAbove"}]AsymptoticEqual[f[x, y], g[x, y], {x, y} -> {0, 0}, Direction -> {"FromAbove", Reals}]//QuietAsymptoticEqual[f[x, y], g[x, y], {x, y} -> {0, 0}, Direction -> {Reals, "FromBelow"}]Plot3D[(f[x, y]/g[x , y]), {x, y}∈Annulus[{.01, 1}], AxesLabel -> Automatic, Exclusions -> {Sin[x y] == 0}]//QuietGenerateConditions (3)
AsymptoticEqual[1 + x ^ n, 1, x -> 0, GenerateConditions -> False]AsymptoticEqual[1 + x ^ n, 1, x -> 0]AsymptoticEqual[1 + x ^ n, 1, x -> 0, Assumptions -> n < 0]AsymptoticEqual[Exp[a x], 1, x -> ∞, GenerateConditions -> None]AsymptoticEqual[Exp[a x], 1, x -> ∞]デフォルトで,特殊な値でしか結果が無効にならないときは,条件は生成されない:
AsymptoticEqual[x^2 y^2, (x - a)^2y^2, {x, y} -> {0, 0}]GenerateConditions->Trueのときは,それら一般的ではない条件さえもがレポートされる:
AsymptoticEqual[x^2 y^2, (x - a)^2y^2, {x, y} -> {0, 0}, GenerateConditions -> True]アプリケーション (10)
基本的なアプリケーション (5)
AsymptoticEqual[x^n, x^m, x -> ∞, Assumptions -> m > n]AsymptoticEqual[a x^n, b x^n, x -> ∞, Assumptions -> a ≠ 0 && b ≠ 0]これを使って,等価である2つの多項式の次数が等しいことを示す:
AsymptoticEqual[a x^n + b x^k, c x^n + d x^l, x -> ∞, Assumptions -> 0 < k ≤ l < n && a ≠ 0 && c ≠ 0]LogLogPlot[{(5x^3 + 1 + 50x^2/x^3 + 100x + 75), (x^3 + 5x^2 + 1/x^3 + 100x + 75), (x^4/x^4 + 100x^2 + 2500)}, {x, 1, 1000}, PlotTheme -> {"Detailed", "Marketing"}]AsymptoticEqual[(1/x^n), (1/x^m), x -> 0, Assumptions -> m > n > 0]AsymptoticEqual[(a/x^n), (b /x^n), x -> 0, Assumptions -> a ≠ 0 && b ≠ 0]これを使って,
中の等価である2つの多項式の先頭単項式が等しいことを示す:
AsymptoticEqual[(a/x^n) + (b/x^k), (c/x^n) + (d/x^l), x -> 0, Assumptions -> 0 < k ≤ l < n && a ≠ 0 && c ≠ 0]LogLogPlot[{(5x^-3 + 1 + 50x^-2/x^-3 + 100x + 75), (x^-3 + 5x^-2 + 1000/x^-3 + 100x + 75), (x^-4/x^-4 + 100x^-2 + 2500)}, {x, 0, 1}, PlotTheme -> {"Detailed", "Marketing"}, ImageSize -> Medium]AsymptoticEqual[x^2(2 + Sin[1 / x]), x^2, x -> 0]Plot[{Abs[x^2(2 + Sin[1 / x])], x^2}, {x, -(1/3), (1/3)}, PlotLegends -> "Expressions"]
のとき,両者の割合の絶対値は絶え間無く変動するが,
で有界である:
Plot[Abs[(x^2(2 + Sin[1 / x])/x^2)], {x, 10 ^ -3, 1 / 3}, PlotLegends -> "AllExpressions", PlotRange -> {0, 3}]AsymptoticEqual[x^2(2 + Sin[x]), x^2, x -> ∞]
のとき,これらの割合の絶対値は絶え間無く変動するが,
で有界である:
Plot[Abs[(x^2(2 + Sin[x])/x^2)], {x, 1, 100}, PlotLegends -> "AllExpressions", PlotRange -> {0, 3}]AsymptoticEqual[x^2Sin[10 / x], x, x -> ∞]Plot[Abs[(x^2Sin[10 / x]/x)], {x, 1, 50}, PlotLegends -> "AllExpressions", PlotRange -> {0, 10}]計算の複雑性 (3)
バブルソートでは,隣接近傍が比較され,順序が狂っている場合には入れ替えられる.1回のパス(n-1 回の比較)の後で最大要素が末尾になる.このプロセスが残りの n-1個の要素に対して行われ,先頭の2つの要素が残るまでこれが繰り返される.比較と入替えが c ステップだとすると,ソートのステップ総数は次のようになる:
Sum[c(i - 1), {i, n, 2, -1}]
であり,したがってこのアルゴリズムのランタイムが2次であることを示す:
AsymptoticEqual[(1/2) (-c n + c n^2), n^2, n -> ∞, Assumptions -> c > 0]Plot[((1/2) (-c n + c n^2)/n^2) /. {{c -> 1}, {c -> 3}, {c -> 5}}//Evaluate, {n, 1, 100}, PlotLegends -> "Expressions"]マージソートでは,要素のリストが2つに分割され,半分ずつソートされ,最後に2つの部分が結合される.であるから,ソート時間T[n]は中間を計算する一定の時間 b,各半分を計算する時間2T[n/2],2つの半分を結合するための要素数の倍数 a n の合計になる:
reqn = T[n] == 2T[n / 2] + a n + b再帰方程式を解いて n 個の要素をソートする時間 t を求める:
t = RSolveValue[reqn, T[n], n]//Expand
であり,したがってこのアルゴリズムのランタイムが
であることを示す:
AsymptoticEqual[t, n Log[n], n -> ∞, Assumptions -> a > 0]シュトラッセン(Strassen)のアルゴリズムは,はじめて求まったSubcubic行列の乗法アルゴリズムである.このアルゴリズムは,2つの
行列のそれぞれをサイズが等しい4つの部分行列に分割し,8つの部分行列から14個の特定の線形結合を形成し,これらの7対の乗算を行なって,7つの結果の線形結合を形成する,という4ステップからなる.乗算を行う時間
は,したがって,行列を分割する固定時間
,2番目と4番目の線形結合を形成する時間
,第3ステップの
である:
reqn = T[n] == 7T[n / 2] + a n ^2 + bt = RSolveValue[reqn, T[n], n]//SimplifyAsymptoticEqual[t, n ^ Log[2, 7], n -> ∞, Assumptions -> a > 0 && b > 0 && C[1] > 0]ナイーブな立方アルゴリズムとシュトラッセンのアルゴリズムの成長率を比較する:
Plot[{2n ^ Log[2, 7], n ^ 3}, {n, 1, 1000}, PlotLegends -> "Expressions"]収束判定法 (2)
であれば,列
は絶対加算可能であると言われる.第2列が
なら,比較判定法は,
が絶対加算可能であるときかつそのときに限りみ
も絶対加算可能であると述べる.この判定法を使って,
総和と比較することによって
が収束することを示す:
AsymptoticEqual[(1/n^2), (1/n^2 + n + 1), n -> ∞]Sum[(1/Abs[n^2]), {n, 1, ∞}]SumConvergenceが与える答と比較する:
SumConvergence[(1/n^2 + n + 1), n]AsymptoticEqual[(1/n^3 / 2), (1/n^2Sin[1 / Sqrt[n]]), n -> ∞]Sum[(1/Abs[n^3 / 2]), {n, 1, ∞}]AsymptoticEqual[(1/n), ArcCot[n], n -> ∞]DiscreteLimit[Sum[(1/n), {n, 1, k}], k -> ∞]SumConvergenceが与える答と比較する:
SumConvergence[ArcCot[n], n]AsymptoticEqual[Log[n, Sqrt[(n + 1/n - 1)]], (1/n Log[n]), n -> ∞]SumConvergence[Abs[(1/n Log[n])], n]
ならば,関数
は
に対して完全に積分可能であると言われる.
と
が開区間
で連続的であり,
と
の両方で
なら,比較判定法は
が完全に積分可能であるときかつそのときに限り
もそうであるとする.この判定法を使って
が
で完全に積分可能であることを示す:
AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x^2), x -> ∞]AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x^2), x -> 1]Integrate[(1/x^2), {x, 1, ∞}]
が
上では積分可能ではないことは,これを
と比較することで示すことができる:
AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x), x -> 0]AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x), x -> 1]Integrate[Abs[(1/x)], {x, 0, 1}]Integrate[Abs[(1/Log[x])], {x, 1, ∞}]
と比較することで,
もまた完全に積分可能ではないことを示す:
AsymptoticLessEqual[(LogIntegral[x]/x), (1/ Log[x]), x -> ∞]AsymptoticLessEqual[(LogIntegral[x]/x), (1/ Log[x]), x -> 1]特性と関係 (6)
AsymptoticEqualは同値関係,つまり反射的(
)である:
AsymptoticEqual[f[x], f[x], x -> x0]{f, g, h} = {x, x^2 / (1 + x), x^3 / (1 + x^2)};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[g, h, x -> ∞], AsymptoticEqual[f, h, x -> ∞]}{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[g, f, x -> ∞]}MaxLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]<∞かつMinLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]>0のときかつそのときに限りAsymptoticEqual[f[x],g[x],xx0]である:
{f, g} = {x (Sin[x] + 2), x};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], MaxLimit[Abs[f / g], x -> ∞], MinLimit[Abs[f / g], x -> ∞]}{f, g} = {1, Sin[x]};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], MaxLimit[Abs[f / g], x -> ∞], MinLimit[Abs[f / g], x -> ∞]}0<Limit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]<∞であればAsymptoticEqual[f[x],g[x],xx0]である:
{f, g} = {x ^2 / (1 + x), x};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], Limit[Abs[f / g], x -> ∞]}{f, g} = {x, x Exp[Cos[x]]};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], Limit[Abs[f / g], x -> ∞]}{f, g} = {x ^2 / (1 + x), x};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], AsymptoticLessEqual[f, g, x -> ∞], AsymptoticGreaterEqual[f, g, x -> ∞]}{f, g} = {x ^2 / (1 + x^2), x};{AsymptoticLess[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞]}{AsymptoticGreater[g, f, x -> ∞], AsymptoticEqual[g, f, x -> ∞]}{f, g} = {Sin[x], Cos[x]};{AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞], AsymptoticLess[f, g, x -> ∞], AsymptoticGreater[f, g, x -> ∞]}{f, g} = {x, x^2 / (1 + x)};{AsymptoticEquivalent[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞]}逆は偽である.したがって,AsymptoticEqualはAsymptoticEquivalentより粗いと言える:
{f, g} = {x, 2x^2 / (1 + x)};{AsymptoticEquivalent[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞]}関連するガイド
-
▪
- 漸近解析
テキスト
Wolfram Research (2018), AsymptoticEqual, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html.
CMS
Wolfram Language. 2018. "AsymptoticEqual." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html.
APA
Wolfram Language. (2018). AsymptoticEqual. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html
BibTeX
@misc{reference.wolfram_2026_asymptoticequal, author="Wolfram Research", title="{AsymptoticEqual}", year="2018", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html}", note=[Accessed: 14-August-2026]}
BibLaTeX
@online{reference.wolfram_2026_asymptoticequal, organization={Wolfram Research}, title={AsymptoticEqual}, year={2018}, url={https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html}, note=[Accessed: 14-August-2026]}