运行某种模式
- 01选择模式:导数、积分、极限或泰勒。
- 02输入 `f(x)` 与变量。语法为计算器风格(
x^2、sin(x)*x、(e^x - 1)/x);变量默认为 x。 - 03填写该模式的字段(积分为
a 与 b,极限为趋近点,泰勒为阶数与展开点),然后点击计算。 - 04读取结果。积分会附加误差行,极限会打印左右两侧的值,
⚠ 行标记奇点或不收敛。 - 05修改字段并重新计算。面板不保留历史,请先复制读数。
已验证的读数
相同输入可复现下表每一行。
| 模式 |
输入 |
读数 |
| 导数 |
f(x) = sin(x)*x,变量 x |
cos(x) * x + sin(x) |
| 积分 |
f(x) = 1/x,a = 1,b = 2 |
∫ ≈ 0.6931471806;Error estimate: ±7.27e-13 |
| 极限 |
sin(x)/x,x → 0 |
lim x→0 = 1;Left limit ≈ 1、Right limit ≈ 1、Extrapolation error estimate: ±8.88e-16 |
| 极限 |
(3*x^2 + 2)/(x^2 - 1),x → +∞ |
lim x→+∞ = 3;Extrapolation error estimate: ±2.66e-15 |
| 泰勒 |
sin(x),5 阶,在 0 处 |
x -0.166667x^3 +0.008333x^5 |
导数结果是精确代数,只是重新排序而完全等价。1/x 在 [1, 2] 上的积分是 ln 2,打印为 0.6931471806 并附有自己的误差。在 +∞ 处没有左右行:只有一个方向可供采样。
“计算”在做什么
导数模式进行符号求导,因此答案是公式。其余三种是数值方法:积分在估计误差最大处细化一种开型求积规则,极限在逐步缩小的尺度上采样两侧并外推,泰勒反复求导。这就是积分与极限带有误差估计,而导数从不需要的原因。
数字止于何处
- 误差行是答案的一部分。
1/x 在 [1, 2] 上读作 0.6931471806,误差 ±7.27e-13;该行之外的数位属于方法本身。- 发散会被拒绝,而不是糊弄过去。
1/x 在 [0, 1] 上失败,提示 "Singularity at the left endpoint x = 0 is not integrable: after 21 halvings the tail is still 1.00× its initial value instead of vanishing";ln(x) 在 [0, 1] 上也失败,而不是返回 −1。- 双侧极限可能不存在。
abs(x)/x 在 0 处打印 Left limit ≈ -1、Right limit ≈ 1,并警告双侧极限不存在。- 它不做的事:
- 不返回原函数公式,也从不出示推导步骤。每一步的规则请用分步求解,查看函数请用图形计算器,行列式、秩或特征值请用矩阵面板。
泰勒输出被截断并取整
标志性的陷阱在泰勒模式。sin(x) 在 0 处展开到 5 阶读作 x -0.166667x^3 +0.008333x^5:真实系数 1/6 与 1/120 被舍入到六位小数,低于 1e-12 的系数会在没有提示的情况下被丢弃。结果是局部近似,而不是级数恒等式——请以这个前提对它积分或求导,并结合你输入的阶数与展开点一起阅读。
它适合哪里
核对手算导数
把 sin(x)*x 与 cos(x) * x + sin(x) 对照,或把变量换成 t:t^3 - 2*t 返回 3 * t ^ 2 - 2,能抓住对错误字母求导的错误。
积分与展开
1/x 一行展示“值加误差”的模式;没有闭式时,这条误差行告诉你打印的数位是否有意义。e^x 在 0 处展开到 4 阶读作 1 +x +0.5x^2 +0.166667x^3 +0.041667x^4,足够做线性化。
隐私
四种模式都在你的浏览器中计算;表达式与每个结果都留在设备上。
参考文献
- Wikipedia,Taylor series,en.wikipedia.org (访问日期:2026-10-01)——截断、系数与余项。
- Wikipedia,Integral,en.wikipedia.org (访问日期:2026-10-01)——定积分与端点可积性。
- NIST,Digital Library of Mathematical Functions,§3.5 Quadrature,dlmf.nist.gov (访问日期:2026-10-01)——求积中的误差估计。
- P. J. Davis 与 P. Rabinowitz,Methods of Numerical Integration,第 2 版,Academic Press,1984,sciencedirect.com (访问日期:2026-10-01)——自适应规则与误差控制。
本页计算器
精选工具,点开即用;小工具可直接试算,数值会带入完整计算器。