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Matlab中不定积分和定积分的实现

发布于2021-05-30 20:22     阅读(1374)     评论(0)     点赞(13)     收藏(1)


MATLAB提供的用于积分运算的函数是int( )(不定积分和定积分)和quad( )(定积分的数值计算),首先学习int( )的用法,int( )可以完成函数的不定积分和定积分运算,它先求出函数的原函数,如果需要求定积分,则在原函数的基础上按牛顿-莱布尼兹公式求定积分的值:

  • int(fun) 计算函数fun关于默认变量的不定积分
  • int(fun, x) 计算函数fun关于变量x的不定积分
  • int(fun, x, a, b) 计算函数fun关于变量x从a到b的定积分

计算不定积分 ∫ ( x 5 + x 3 − x 4 ) d x \int(x^5+x^3-\frac{\sqrt{x}}{4})dx (x5+x34x )dx

使用下面程序实现

clear
syms x
y=x^5+x^3-sqrt(x)/4
int(y,x)
pretty(ans)

效果为
在这里插入图片描述
计算定积分 ∫ 0 1 ( x e x ( 1 + x ) 2 ) d x \int_{0}^{1}(\frac{xe^x}{(1+x)^2})dx 01((1+x)2xex)dx

使用下面程序实现

clear
syms x
y=(x*exp(x))/(1+x)^2;
int(y,x,0,1)

效果为
在这里插入图片描述

计算广义积分 ∫ − 2 − 1 ( 1 x ( x 2 − 1 ) ) d x \int_{-2}^{-1}(\frac{1}{x\sqrt{(x^2-1)}})dx 21(x(x21) 1)dx

使用下面程序实现

clear
syms x
int(1/x/sqrt(x*x-1),x,-2,-1)

效果为
在这里插入图片描述
计算广义积分 ∫ − ∞ + ∞ ( 1 ( x 2 + 1 ) + ( x 2 + 4 ) ) d x \int_{-\infty}^{+\infty}(\frac{1}{(x^2+1)+(x^2+4)})dx +((x2+1)+(x2+4)1)dx

使用下面程序实现

clear
syms x
int(1/(x*x+1)/(x*x+4),x,-inf,inf)

效果为
在这里插入图片描述
并非所有的积分都可以用MATLAB软件通过函数int( )来完成运算,函数int( )完成的是符号运算而不是数值运算,因此,当积分不存在初等形式的原函数时,函数int( )便不能完成积分运算。所以下面将使用quad()进行数值积分计算:
quad(fun,a,b),其中fun是被积函数,a是积分下限,b是积分上限,fun一般用函数文件来定义

计算定积分 ∫ 0 π ( x s i n x 1 + c o s 2 x ) d x \int_{0}^{\pi}(\frac{xsinx}{1+cos^2x})dx 0π(1+cos2xxsinx)dx

首先定义被积函数, 在磁盘上建立一个函数文件f.m, 内容如下:

function y=f(x)
y=x.*sin(x)./(1+cos(x).^2)

接着,在另一个文件或命令窗口中输入:

I=quad(@f,0,pi

效果为
在这里插入图片描述
计算积分 ∫ − 1 1 g ( x ) d x \int_{-1}^{1}g(x)dx 11g(x)dx,其中
g ( x ) = { 1 + x 2 c o s x x ≤ 0 e − x s i n x x > 0 g(x)=\left\{

1+x2cosxx0exsinxx>0
\right. g(x)={1+x2cosxexsinxx0x>0

建立磁盘文件g.m如下:

function y=g(x)
if x<=0
	y=1+x.*x.*cos(x)
else
	y=exp(-x).*sin(x)
end

接着,在另一个文件或命令窗口中输入:

I=quad(@g,-1,0)+quad(@g,0,1)

在这里插入图片描述
如果被积函数是一个分段函数,则需要以分段点为界为开积分,否则有可能出现错误

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_53790347/article/details/117369261



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作者:动漫魔动

链接:http://www.phpheidong.com/blog/article/86941/15c2eb5b1b649368cb43/

来源:php黑洞网

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