در آنالیز ریاضی ، تحلیل مجانبی [ ۱] یا تحلیل حدی[ ۲] (به انگلیسی : Asymptotic analysis ) روشی برای توصیف رفتار حدی توابع یا توصیف میزان دقت یک تقریب است.
تعریف
میگوییم دو تابع
f
{\displaystyle f}
و
g
{\displaystyle g}
به شکل مجانبی با یکدیگر برابر اند اگر:[ ۳]
lim
n
→ → -->
∞ ∞ -->
f
g
=
1
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }{f \over g}=1}
و این رابطهٔ همارزی را با نماد
f
∼ ∼ -->
g
{\displaystyle f\thicksim g}
یا
g
∼ ∼ -->
f
{\displaystyle g\thicksim f}
نشان میدهیم. اگر مقدار حدی بینهایت نباشد (یا برای تأکید) آن را ذکر میکنیم:
lim
n
→ → -->
0
f
g
=
1
⟹ ⟹ -->
f
∼ ∼ -->
g
as
n
→ → -->
0
{\displaystyle \lim _{n\to 0}{f \over g}=1\Longrightarrow f\thicksim g\quad {\text{as}}\quad n\to 0}
خواص
با فرض
f
∼ ∼ -->
g
{\displaystyle f\sim g}
و
a
∼ ∼ -->
b
{\displaystyle a\sim b}
:
f
r
∼ ∼ -->
g
r
{\displaystyle f^{r}\sim g^{r}}
به ازای هر
r
{\displaystyle r}
log
-->
(
f
)
∼ ∼ -->
log
-->
(
g
)
{\displaystyle \log(f)\sim \log(g)}
این خاصیت برگشتپذیر نیست.
f
× × -->
a
∼ ∼ -->
g
× × -->
b
{\displaystyle f\times a\sim g\times b}
f
/
a
∼ ∼ -->
g
/
b
{\displaystyle f/a\sim g/b}
کاربردها
یکی از نمونههای استفاده از تحلیل مجانبی در قضیهٔ اعداد اول است: اگر
π π -->
(
x
)
{\displaystyle \pi (x)}
تعداد اعداد اول کمتر از
x
{\displaystyle x}
باشد، آنگاه
π π -->
(
x
)
∼ ∼ -->
x
ln
-->
(
x
)
{\displaystyle \pi (x)\thicksim {x \over \ln(x)}}
همچنین میتوان به تقریب استرلینگ اشاره کرد:
n
!
∼ ∼ -->
2
π π -->
n
(
n
e
)
n
{\displaystyle n!\sim {\sqrt {2\pi n}}\left({\frac {n}{e}}\right)^{n}}
به طور کلی تحلیل مجانبی در بسیاری از علوم ریاضی استفاده میشود:
جستارهای وابسته
منابع
↑ «مجانبی » [ریاضی ] همارزِ «asymptotic »؛ منبع: گروه واژهگزینی . جواد میرشکاری، ویراستار. دفتر چهارم . فرهنگ واژههای مصوب فرهنگستان. تهران : انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی . شابک ۹۶۴-۷۵۳۱-۵۹-۱ (ذیل سرواژهٔ مجانبی )
↑ مقدمهای بر الگوریتمها (ویراست سوم) . به کوشش توماس کورمن، چارلز لیزرسون، رونالد ریوست و کلیفورد استین. ترجمه مهندس دهقان طرزه.
↑ Calculus Vol. 1 (2nd ed.) . به کوشش Tom M. Apostol.
Boyd, John P. (March 1999). "The Devil's Invention: Asymptotic, Superasymptotic and Hyperasymptotic Series". Acta Applicandae Mathematicae . 56 (1): 1–98. doi :10.1023/A:1006145903624 .
Asymptotic Expansions (Dover Books on Mathematics) by A. Erdelyi, 1956.