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极限计算器

通过数值采样估计 f(x) 在 x 趋于某值或 ±无穷时的双侧或单侧极限,并在极限不存在时予以标示。

输入 f(x) 和 x 所趋于的值。用 inf 或 -inf 表示在无穷处的极限。

关于此工具

极限计算器是一款免费的浏览器内微积分工具,通过对函数进行数值采样,估计 f(x) 在 x 趋于所选点 c(包括 c = +无穷或 −无穷)时的极限。对于有限的 c,它在从两侧几何级数式逐渐逼近的点 c ± 10⁻¹、10⁻²、… 直到 10⁻¹³ 处求 f 的值,观察这些值稳定于何处。对于 c = ±无穷,它则在 x = ±10¹、10²、… 处采样,以观察其端点行为。

所有计算都在你的浏览器本地完成,因此你的输入绝不会离开你的设备。你可以选择双侧极限,或限定为左极限或右极限。工具会比较左右两个序列:如果两者都收敛到同一个值 L,它报告该双侧极限;如果两者不一致,它会显示各自的单侧值并标示极限不存在。发散的量值报告为 +∞ 或 −∞。

用常用的运算符和函数(sin、cos、exp、ln、sqrt、…)、常数 pi 和 e,以及像 2x 这样的隐式乘法输入 f(x)。逼近点接受数字、小表达式,或 inf / -inf。一个经典例子是 sin(x)/x 当 x → 0 时:虽然公式在该点本身是 0/0,但两侧的采样值都收敛到 1,因此计算器报告极限为 1。

常见问题

它如何计算极限?
用数值方法。它在一列逼近 c 的点上求 f(x) 的值——双侧极限时从两侧逼近——并报告采样值所收敛到的值。这种方法在不用符号代数的情况下估计极限,因此几乎对任何你能输入的表达式都有效。
这里的“不存在”是什么意思?
对于双侧极限,如果左侧和右侧的采样值收敛到不同的值(或某一侧发散),则双侧极限不存在(DNE)。工具仍会显示各自的单侧值,以便你看到这种不一致。
我能求在无穷处的极限吗?
可以。将 inf 或 -inf 作为逼近点输入,工具会在 x = ±10、±100、±1000、… 处采样以估计端点行为。例如 1/x 当 x → inf 时得到 0,而 (1+1/x)^x 趋于 e ≈ 2.71828。
为什么 sin(x)/x 在 x = 0 处得到 1?
代入 x = 0 得到不定式 0/0,但函数在附近表现良好。从两侧采样——在 ±0.1、±0.01、… 处——这些值逐渐逼近 1,这就是计算器报告的正确极限。

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