AsymptoticEqual[f,g,xx*]
给出当 xx* 时
或
的条件.
AsymptoticEqual[f,g,{x1,…,xn}{
,…,
}]
给出当 {x1,…,xn}{
,…,
} 时
或
的条件.
AsymptoticEqual
AsymptoticEqual[f,g,xx*]
给出当 xx* 时
或
的条件.
AsymptoticEqual[f,g,{x1,…,xn}{
,…,
}]
给出当 {x1,…,xn}{
,…,
} 时
或
的条件.
更多信息和选项
- 渐近相等也被表示为 f 是 g 的大写的 theta,f 由 g 限定,f 的大小大约为 g,f 随 g 增长. 经常从上下文中估计点 x*.
- 渐近相等是一种等价关系,意味着对于某些常数
和
,当 x 靠近 x* 时,
. 它是比 AsymptoticEquivalent 更粗略的一种渐近等价关系. - 典型的用途包括表示函数和序列在一些点附近的简单界限. 它经常用于方程的渐近解,并给出计算复杂度的简单下界.
- 对于有限极限点 x* 和 {
,…,
},结果为: -
AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx*] 存在
、
和
,使得
意味着
成立AsymptoticEqual[f[x1,…,xn],g[x1,…,xn],{x1,…,xn}{
,…,
}]存在
、
和
,使得
意味着
成立 - 对于无限极限点,结果为:
-
AsymptoticEqual[f[x],g[x],x∞] 存在
、
和
,使得
意味着
成立AsymptoticEqual[f[x1,…,xn],g[x1,…,xn],{x1,…,xn}{∞,…,∞}] 存在
、
和
,使得
意味着
成立 - 在 x* 附近 g[x] 的值不为无限个零时,当且仅当 MinLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx*]>0 和 MaxLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx*]<∞ 成立时,AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx*] 才存在.
- 可以给出下列选项:
-
Assumptions $Assumptions 对参数的设定 Direction Reals 趋近极限点的方向 GenerateConditions Automatic 对参数生成条件 Method Automatic 所使用的方法 PerformanceGoal "Quality" 优化目标 - Direction 的可能设置包括:
-
Reals or "TwoSided" 从两个实方向 "FromAbove" or -1 从上面或较大的值 "FromBelow" or +1 从下面或较小的值 Complexes 从所有复方向 Exp[ θ] 从方向 
{dir1,…,dirn} 对变量 xi 分别使用方向 diri - 在 x* 处的 DirectionExp[ θ] 表示接近极限点 x* 的曲线的方向切线.
- GenerateConditions 的可能设置包括:
-
Automatic 只给出非通用条件 True 所有条件 False 不给出条件 None 如果需要条件则不经计算直接返回 - PerformanceGoal 的可能设置包括 $PerformanceGoal、"Quality" 和 "Speed". 当设置为 "Quality" 时,AsymptoticEqual 通常可以解出更多的问题或者产生更简单的结果,但是可能会耗费更多的时间和内存.
范例
打开所有单元 关闭所有单元基本范例 (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"]范围 (9)
AsymptoticEqual[x, -x ^ 2, x -> ∞]AsymptoticEqual[(1/x^2), (1/x Sin[x]), x -> 0]答案可能是布尔表达式,而不是明确的 True 或 False:
AsymptoticEqual[Sinh[p(x - 2)], Sin[x - 2], x -> 2]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"]Plot[(x^2(1 - Cos[x]) UnitStep[x]/x^4), {x, -1, 1}, PlotTheme -> {"DashedLines", "Detailed"}]像 Sqrt 这样的函数可能在负实数的两个实数方向上具有相同的关系:
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]这是由于在与坐标轴相交时 Sqrt 的虚部的符号发生了反转:
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]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}]选项 (9)
Assumptions (1)
用 Assumptions 为参数指定条件:
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 -> ∞]AsymptoticEqual[x^2 y^2, (x - a)^2y^2, {x, y} -> {0, 0}]当 GenerateConditions->True 时,非通用条件也要报告:
AsymptoticEqual[x^2 y^2, (x - a)^2y^2, {x, y} -> {0, 0}, GenerateConditions -> True]应用 (10)
基本应用 (5)
AsymptoticEqual[x^n, x^m, x -> ∞, Assumptions -> m > n]AsymptoticEqual[a x^n, b x^n, x -> ∞, Assumptions -> a ≠ 0 && b ≠ 0]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]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"]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 -> ∞]尽管它们的比值的绝对值在
时不断地摆动,但始终是偏离
值的:
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}]计算复杂度 (3)
在冒泡排序中,对相邻的项进行比较,如果顺序不对即进行交换. 经过 n-1 次比较后,最大的元素在最后. 然后在剩余的 n-1 个元素上重复该过程,直到开头处只剩下两个元素. 如果比较和交换需要 c 个步骤,则排序需要的总步骤如下所示:
Sum[c(i - 1), {i, n, 2, -1}]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"]在合并排序中,元素列表被分成两部分,分别对每部分进行排序,然后合并两个部分. 因此,进行排序的总时间 T[n] 将是用于计算中值的某个固定时间 b 加上对每一半元素进行排序的时间 2T[n/2],再加上用于将两部分元素合并在一起的时间,即元素个数的倍数 a n:
reqn = T[n] == 2T[n / 2] + a n + bt = RSolveValue[reqn, T[n], n]//ExpandAsymptoticEqual[t, n Log[n], n -> ∞, Assumptions -> a > 0]Strassen 算法是第一个发现的 subcubic 矩阵乘法算法. 它由 4 个步骤组成:将两个
矩阵中的每一个分成 4 个大小相等的子矩阵,从 8 个子矩阵中形成 14 个特定的线性组合,将 7 对这样的组合相乘,形成 7 个结果的线性组合. 因此,执行乘法的时间
将是用于分割矩阵的固定定时间
,在第二和第四步中形成线性组合的时间则为
,第三步花费的时间则为
:
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]比较 naive cubic 算法和 Strassen 算法的增长率:
Plot[{2n ^ Log[2, 7], n ^ 3}, {n, 1, 1000}, PlotLegends -> "Expressions"]收敛性测试 (2)
如果
,序列
被认为是绝对可以求和的. 如果第二个序列
,比较测试指出,当且仅当
是绝对可以求和的,
才是绝对可以求和的. 通过与
的和进行比较,用测试证明
收敛:
AsymptoticEqual[(1/n^2), (1/n^2 + n + 1), n -> ∞]Sum[(1/Abs[n^2]), {n, 1, ∞}]与 SumConvergence 给出的答案比较:
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 -> ∞]与 SumConvergence 给出的答案比较:
SumConvergence[ArcCot[n], n]AsymptoticEqual[Log[n, Sqrt[(n + 1/n - 1)]], (1/n Log[n]), n -> ∞]SumConvergence[Abs[(1/n Log[n])], n]如果
,函数
被认为在
上是绝对可积的. 如果
和
在开区间
上是连续的,且在
和
处有
,比较测试指出,当且仅当
是绝对可积的,
才是绝对可积的. 用测试证明
在
上是绝对可积的:
AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x^2), x -> ∞]AsymptoticEqual[(ArcCot[x]/x), (1/x^2), x -> 1]Integrate[(1/x^2), {x, 1, ∞}]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, ∞}]AsymptoticLessEqual[(LogIntegral[x]/x), (1/ Log[x]), x -> ∞]AsymptoticLessEqual[(LogIntegral[x]/x), (1/ Log[x]), x -> 1]属性和关系 (6)
AsymptoticEqual 是一种等价关系,意味着它是自反的(即
):
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 -> ∞]}当且仅当 MaxLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]<∞ 和 MinLimit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]>0 时,AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx0] 的结果为:
{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 -> ∞]}如果 0<Limit[Abs[f[x]/g[x]],xx0]<∞,则 AsymptoticEqual[f[x],g[x],xx0] 的结果为:
{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 -> ∞]}但反过来不成立,所以 AsymptoticEqual 没有 AsymptoticEquivalent 严格:
{f, g} = {x, 2x^2 / (1 + x)};{AsymptoticEquivalent[f, g, x -> ∞], AsymptoticEqual[f, g, x -> ∞]}相关指南
-
▪
- 渐近
文本
Wolfram Research (2018),AsymptoticEqual,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html.
CMS
Wolfram 语言. 2018. "AsymptoticEqual." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html.
APA
Wolfram 语言. (2018). AsymptoticEqual. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/AsymptoticEqual.html 年
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: 10-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: 10-August-2026]}