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数值积分|二元函数的高斯积分

一元函数高斯积分的积分区域为[-1,1],二元函数的高斯积分区域为 ,也就是一个边长为2的正方形区域,称为标准区域。 ?...考虑二重积分 利用累次积分和一元函数的高斯积分公式可以得到: 或者 这就是二元函数的高斯积分公式。其中W表示积分点权重,n表示积分点数目。n随着被积函数阶次增加而增加。...实际应用中,积分区域大多是非标准区域。比如 ? 这时就需要将非标准区域映射到标准区域,即 x = x(ξ, η), y = y(ξ, η) 其中 是是xOy坐标系下四个顶点的坐标。...叫做形函数。 xOy坐标系下一个无限小矩形区域面积 ,而在坐标系 下的面积 可以得到 这里 是雅可比矩阵。 的证明见高数教材。...四个顶点的坐标分别为(0,0),(2,0),(2,3),(0,2) 雅可比矩阵 采用4个积分点的高斯积分 ? 注意这里的 是高斯积分点的坐标, 。接下来用Python编程可得到结果。

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python中的scipy模块

scipy包含致力于科学计算中常见问题的各个工具箱。它的不同子模块相应于不同的应用。像插值,积分,优化,图像处理,统计,特殊函数等等。...作为非专业程序员,科学家总是喜欢重新发明造轮子,导致了充满漏洞的,未经优化的,很难分享和维护的代码。相反,Scipy程序经过优化和测试,因此应该尽可能使用。目录警告:这个教程离真正的数值计算介绍很远。...因为枚举scipy中不同的子模块和函数非常无聊,我们集中精力代之以几个例子来给出如何使用scipy进行计算的大致思想。...我的消除噪声实例……----六、优化和拟合:scipy.optimize优化是找到最小值或等式的数值解的问题。...scipy.optimize.anneal()提供了使用模拟退火的替代函数。对已知的不同类别全局优化问题存在更有效率的算法,但这已经超出scipy的范围。

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    Matlab求分段函数的积分

    大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 (一)前言 本文介绍一个使用Matlab进行求分段函数积分值的方法。...首先介绍如何使用int()对连续函数进行积分的求解,然后介绍一个对分段函数进行求积分的例子。...(二)使用Matlab求定积分 Matlab中求积分的函数为int(),调用形式为int(func, ‘x’, a, b),其中func为被积函数,x为积分变量,[a, b]为被积区间。...并且许多系统自带的函数不能用int()进行积分,实际上自己写的函数(即函数文件名)也不能写在func参数上,而直接将x^2写入就没问题。这个部分如果以后知道了原因或者具体的细节再进行补充。...(三)分段函数的数值积分 对于分段函数,我们不能直接把整个函数直接写入func参数中(毕竟表达式都不一样,但是如果函数文件可以的话或许可以解决),我这里写一个参数可变的积分函数进行分段函数积分的求解,函数如下

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    数值优化—复杂函数重积分计算方法实例演示

    过冷水前段时间做了一篇数值优化—三种复杂函数数值积分方法实例演示的推文,有读者反映: 既然要的是数值解,为何还使用符号解?能坐车进城,就决不骑摩托车。...使用两种方法需要注意的问题有: (1):若是图像变化趋势复杂没有合适的拟合函数,在三重积分以上情况下就只能使用蒙特卡洛算法; (2):能够使用函数近似替代法尽量使用函数替代法,蒙特卡洛算法涉及到的随机取点求积分值的语句运算量较大...*rand(1,n);%设置随机点X轴范围; %arrayfun:将积分函数作用于每个变量中,输出一组值; %quad:求函数数值解; % y=arrayfun(@(x)(quad...现在简单给讲一下integral2函数 二重积分涉及到积分先后顺序和积分限的问题在此不讲,该函数的积分限和积分先后顺序是固定好的,无须讨论。...函数拟合替换和二重积分函数基本一致很难区分,暗示在多重积分计算中函数拟合有较好的潜在的应用价值。 过冷水在学习过程中很明显感觉到用Matalab解决一个问题时需要的知识很杂。

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    SciPy库在Anaconda中的配置

    本文介绍在Anaconda环境中,安装Python语言SciPy模块的方法。...它建立在NumPy库的基础之上,并额外提供其他更高级的功能与工具,涵盖了许多科学分析领域——包括数值积分、优化、插值、信号和图像处理、线性代数、统计分析等。其中,SciPy常用的一些功能如下所示。...NumPy集成:SciPy库扩展了NumPy,提供了更多的数学、科学和工程计算函数和工具。 数值积分:提供了多种数值积分方法,例如梯形法则、辛普森法则和高斯积分法。...scipy.integrate模块包含了这些方法,并提供了用于求解常微分方程的函数。 优化:提供了多种优化算法,用于最小化或最大化函数。...scipy.linalg模块包含了这些函数。 统计分析:提供了统计分析和概率分布的函数和工具,例如假设检验、概率密度函数、累积分布函数等。scipy.stats模块包含了这些功能。

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    VIO中的IMU积分

    VIO中的IMU积分 一、数值积分原理  对于一个给定的微分方程 ,假设已经知道了初值 ,则其 时刻后的数值积分为:  实际当中我们通常无法获得 的表达式,只能对其进行离散采样,然后使用离散积分逼近真实的连续积分...计算精确的恒定常数 ,针对 的通常有三种积分方法:欧拉积分、中值积分和4阶龙格-库塔积分。...二、积分方法  2.1 欧拉积分  欧拉积分假设在倒数区间内的斜率是恒定的,其取 时刻的斜率作为 至 时间段的斜率,即:  从公式可以看出,欧拉积分是最简单的一种积分方式,其逼近误差较大,但计算量很小...2.2 中值积分  中值积分是在欧拉积分的基础上进行改善。先使用欧拉积分逼近时间间隔 的中点,即 的斜率,然后使用中点斜率作为整个时间段内的近似斜率。  ...实际上4阶龙格-库塔积分就是斜率的加权结果, 与 的斜率权重为2,其余为1。显而易见,这种方法的近似精度是最高的。其中 就是欧拉积分当中的斜率, 就是中值积分当中的斜率。

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    数值优化—三种复杂函数数值积分方法实例演示

    过冷水前段时间在学习过程中遇到了一道难题,需要计算 ? 在0.1~1 区间上的值,初步看该方程的积分项比较复杂不易给出原函数。用MATLAB也无法直接求出原函数。...自然而然就想该函数如何在不求积分项原函数的情况下计算出积分项的具体值。在抓耳挠腮之际想起了公众号的一篇推文:蒙特卡洛法应用。可以直接求函数指定区间的面积,相当于求积分。...,过冷书吐槽算法算复杂积分精度不好,涉及到循环函数麻烦,可以用泰勒公式将复杂函数转换为多项式的形式,多项式原函数很容易求。...在实际应用中三种方法的可行性都比较高,能够解决复杂函数积分的问题,实际在解决数学问题中方法是很多的,蒙特卡洛算法、多项式应用较广,感兴趣的可深入研究。...如需转载,请在公众号中回复“转载”获取授权,未经授权擅自搬运抄袭的,必将追究其责任!

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    微积分在流媒体中的应用

    微积分很实用,譬如流媒体中的音频重新采样和混音,就需要保证新样本是光滑的否则有噪音,基础就是微积分了(可导就是连续变化,连续变化就是光滑,二次可导就是变化的变化也是光滑,就是三次样条插值了)。...不过微积分老师的表达是不一样的,因为教育体制和目的不同。譬如,对于三角函数的导数和自然对数求导: 我们老师说:这个是一个有用的函数,非常重要,因为在考试时做题可以得3分。...而月亮国老师说:这个是一个有用的函数,非常重要,因为它们常在航海导航中使用,依靠它,船才能通过暗礁。...实际上都是丑陋的ln(u)求导而已~ 再来一个对于导数在金融(股票)中的例子: 而在流媒体中,竟然都用到了微积分,这有什么好奇怪的呢?高等数学本身就是真正有实用的数学,各行各业的基础。...感谢网易公开课,可以再来一回,心无旁骛享受珍珠本身的吸引力,哪里会感觉到痛苦呢?原文链接就是MIT的微积分公开课。

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    猫头虎 分享:Python库 SciPy 的简介、安装、用法详解入门教程

    SciPy 基于 NumPy 构建,提供了更多高级的功能,如: 线性代数(Linear Algebra) 积分(Integration) 优化(Optimization) 信号处理(Signal Processing...线性代数:scipy.linalg 提供了与矩阵和线性方程组相关的函数。 积分与微分方程:scipy.integrate 用于计算积分,并解决常微分方程。...优化问题 在科学计算中,优化问题非常常见。...SciPy提供了强大的优化工具: from scipy.optimize import minimize # 定义目标函数 def objective_function(x): return...答:SciPy是基于NumPy构建的,提供了更多高级功能。NumPy主要用于基础的数组操作和基本的线性代数,而SciPy则提供了优化、信号处理、积分等更复杂的科学计算功能。

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    递归函数的优化

    本文作者:IMWeb 寒纱阁主 原文出处:IMWeb社区 未经同意,禁止转载 递归函数是一个函数自我调用而构成的,如下是一个典型的递归阶乘函数: function factorial(num)...原因就出在return num*factorial(num-1)这一句上,这种写法使得函数太过紧密,一旦将函数保存到另一个变量中,并将原变量设置为null,factorial便不再是函数,因此会报错。...解决方法:arguments.callee arguments.callee是一个指向正在执行的函数的指针,修改后代码如下: function factorial(num){ if(num<=1){...return 1; }else{ return num*arguments.callee(num-1); } } 这样就实现了更松散的耦合,解决了问题。...f 的表达式,并将其赋值给factorial,这样一来即便将函数赋值给其他变量,函数名 f 依然有效。

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    递归函数的优化

    本文作者:IMWeb 寒纱阁主 原文出处:IMWeb社区 未经同意,禁止转载 递归函数是一个函数自我调用而构成的,如下是一个典型的递归阶乘函数: function factorial(num)...原因就出在return num*factorial(num-1)这一句上,这种写法使得函数太过紧密,一旦将函数保存到另一个变量中,并将原变量设置为null,factorial便不再是函数,因此会报错。...解决方法:arguments.callee arguments.callee是一个指向正在执行的函数的指针,修改后代码如下: function factorial(num){ if(num<=1){...return 1; }else{ return num*arguments.callee(num-1); } } 这样就实现了更松散的耦合,解决了问题。...f 的表达式,并将其赋值给factorial,这样一来即便将函数赋值给其他变量,函数名 f 依然有效。

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    解决AttributeError: type object scipy.interpolate.interpnd.array has no attribut

    SciPy库简介SciPy是一个用于科学计算和数据分析的Python库,它建立在NumPy库的基础上,提供了许多用于数值计算、优化、插值、统计和图像处理等领域的功能和算法。...主要特性以下是SciPy库的主要特性:科学计算函数:SciPy提供了许多函数,用于数值计算、线性代数、统计分布、信号处理、优化等方面。...这些函数封装了一些常用的算法和数学方法,可以方便地进行科学计算任务。广告超越:SciPy库包括许多广告超越函数,用于数学或统计模型中的非线性拟合和数值求解。...数值积分:SciPy提供了丰富的数值积分方法,用于计算函数的定积分、多重积分和常微分方程的数值解。插值:SciPy提供了多种插值方法,包括一维和二维的插值函数,可以用于生成平滑的曲线和曲面。...优化:SciPy提供了许多优化算法,用于在约束条件下最小化或最大化目标函数。线性代数:SciPy库具有处理线性代数问题的功能,包括矩阵分解、线性系统求解、特征值和特征向量计算等。

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