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trapz

梯形数值积分

语法

Q = trapz(Y)
Q = trapz(X,Y)
Q = trapz(___昏暗的)

描述

例子

Q = trapz(Y返回的近似积分Y通过梯形法单位间距。的大小Y沿确定要整合的维度:

  • 如果Y是一个向量trapz (Y)近似积分是Y

  • 如果Y是矩阵吗trapz (Y)对每一列进行积分并返回积分值的行向量。

  • 如果Y是多维数组吗trapz (Y)对第一个不等于1的维度积分。这个维度的大小变为1,其他维度的大小保持不变。

例子

Q = trapz(XY集成了Y有间距增量X.默认情况下,trapz作用于的第一维Y它的大小不等于1。长度(X)必须等于这个尺寸的大小。如果X是标量吗trapz (X, Y)等于X * trapz (Y)

例子

Q = trapz(___昏暗的沿着维度积分昏暗的使用任何前面的语法。你必须说明Y,并可选择指定X.的长度X,如果指定,则必须与大小(Y,昏暗的).例如,如果Y是矩阵吗trapz (X, Y, 2)对每一行Y

例子

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创建数据的数字向量。

Y = [1 4 9 16 25];

Y包含的函数值在域内(1、5)

使用trapz以单位间距对数据点进行积分。

Q = trapz(Y)
Q = 42

这个近似积分得到的值是42.在这种情况下,确切的答案是少一点,.的trapz函数高估了积分值,因为f (x)是凹向上的。

创建一个定义域向量,X

X = 0:pi/100:pi;

计算sinX并将结果存储在Y

Y = sin(X);

中包含的函数值进行积分Y使用trapz

Q = trapz(X,Y)
Q = 1.9998

当点之间的间距是恒定的,但不等于1时,在这种情况下,可以乘以间距值π/ 100 * trapz (Y).如果将值直接传递给函数,答案是一样的trapz (X, Y)

创建一个时间值向量,X.同时创建一个矩阵,Y,包含在中的不规则间隔处求值的值X

X = [1 2.5 7 10]';Y = [5.2 4.8 4.9 5.1;7.7 7.0 6.5 6.8;9.6 10.5 10.5 9.0;13.2 14.5 13.8 15.2]
Y =5.2000 4.8000 4.9000 5.1000 7.7000 7.000 6.5000 6.8000 9.6000 10.5000 10.5000 9.000 13.2000 14.5000 13.8000 15.2000

的列Y表示速度数据,所取时间包含在X在几个不同的试验中。

使用trapz对每一列独立积分,求出每次试验的总行程。由于函数值不是以恒定的间隔求值,因此请指定X表示数据点之间的间距。

Q = trapz(X,Y)
Q =82.8000 85.7250 83.2500 80.7750

结果是一个积分值的行向量,每列对应一个Y.默认情况下,trapz沿第一维积分Y它的大小不等于1。

或者,您可以通过指定Dim = 2

在这种情况下,使用trapzY ',其中包含行中的速度数据。

Dim = 2;Q1 = trapz(X,Y',dim)
Q1 =82.8000 85.7250 83.2500 80.7750

结果是一个积分值的列向量,每一行一个Y '

创建了域值的网格。

X = -3:.1:3;Y = -5:.1:5;[X,Y] = meshgrid(X,Y);

计算函数越过电网。

F = x ^2 + y ^2;

trapz集成数值数据而不是函数表达式,因此通常表达式不需要已知即可使用trapz在一个数据矩阵上。

使用trapz来近似二重积分

若要对数值数据数组执行双积分或三重积分,则巢函数调用trapz

I = trapz(y,trapz(x,F,2))
I = 680.2000

trapz在上面执行集成x首先,生成一个列向量。然后,积分结束y将列向量简化为单个标量。trapz稍微高估了680的准确答案,因为f (x, y)是凹向上的。

输入参数

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数字数据,指定为矢量、矩阵或多维数组。默认情况下,trapz沿第一维积分Y它的大小不等于1。

数据类型:|
复数支持:金宝app是的

点间距,指定为1(默认),均匀的标量间距,或非均匀间距的向量。如果X是一个向量长度(X)必须与中集成维度的大小相同Y

数据类型:|
复数支持:金宝app是的

要操作的维度,指定为正整数标量。如果未指定值,则默认为第一个大小不等于1的数组维度。

考虑一个二维输入数组,Y

  • trapz (Y, 1)的列中的连续元素Y并返回一个积分值的行向量。

  • trapz (Y, 2)的行中连续的元素Y并返回一个积分值的列向量。

如果昏暗的大于ndims (Y),然后trapz返回大小相同的零数组Y

更多关于

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梯形法

trapz通过梯形法进行数值积分。这种方法通过将区域分解成更容易计算的梯形来近似积分。

的集成N + 1等间隔点,近似是

一个 b f x d x b 一个 2 N n 1 N f x n + f x n + 1 b 一个 2 N f x 1 + 2 f x 2 + ... + 2 f x N + f x N + 1

每个点之间的间距等于标量值 b 一个 N

如果点之间的间距不是常数,则公式推广为

一个 b f x d x 1 2 n 1 N x n + 1 x n f x n + f x n + 1

在哪里 x n + 1 x n 是每对连续点之间的间距。

提示

  • 使用trapzcumtrapz对离散数据集进行数值积分。使用积分integral2,或integral3相反,如果数据的函数表达式可用。

  • trapz将其操作的维度大小减小为1,并仅返回最终的积分值。cumtrapz还返回中间积分值,保留其操作的维度的大小。

扩展功能

R2006a之前引入

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