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数值计算三重积分
Q = integral3(fun,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax)
q = integral3(fun,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,Name,Value)
例子
问= integral3 (有趣的,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax)近似于函数的积分Z =乐趣(x,y, Z)整个区域xmin≤x≤xmax,ymin (x)≤y≤ymax (x)而且zmin (x, y)≤z≤zmax (x, y).
问= integral3 (有趣的,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax)
问
有趣的
xmin
xmax
ymin
ymax
zmin
zmax
Z =乐趣(x,y, Z)
x
ymin (x)
y
ymax (x)
zmin (x, y)
z
zmax (x, y)
问= integral3 (有趣的,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,名称,值)使用一个或多个指定其他选项名称,值对参数。
问= integral3 (有趣的,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,名称,值)
名称,值
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定义匿名函数 f ( x , y , z ) = y 罪 x + z 因为 x .
趣味= @(x,y,z) y.*sin(x)+z.*cos(x)
有趣的=Function_handle with value:@ (x, y, z) y。* sin (x) + z。* cos (x)
对区域进行积分 0 ≤ x ≤ π , 0 ≤ y ≤ 1 , - 1 ≤ z ≤ 1 .
Q = integral3(fun,0,pi,0,1,-1,1)
Q = 2.000
定义匿名函数 f ( x , y , z ) = x 因为 y + x 2 因为 z .
趣味= @(x,y,z) x.*cos(y) + x.^2.*cos(z)
有趣的=Function_handle with value:@ x (x, y, z)。* cos (y) + x ^ 2 * cos (z)。
定义集成的限制。
Xmin = -1;Xmax = 1;Ymin = @(x)-根号(1 - x.^2);Ymax = @(x)√(1 - x.^2);Zmin = @(x,y)-根号(1 - x.^2 - y.^2);Zmax = @(x,y)√(1 - x.^2 - y.^2);
求定积分“瓦”方法。
“瓦”
Q = integral3(fun,xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,“方法”,“瓦”)
Q = 0.7796
定义匿名参数化函数 f ( x , y , z ) = 1 0 / ( x 2 + y 2 + z 2 + 一个 ) .
A = 2;F = @(x,y,z) 10./(x。²+ y.²+ z.²+ a);
求区域上的三重积分 - ∞ ≤ x ≤ 0 , - 1 0 0 ≤ y ≤ 0 , - 1 0 0 ≤ z ≤ 0 .
格式长q1 = integral3(f,-Inf,0,-100,0,-100,0)
Q1 = 2.734244598320929e+03
再次计算积分,并指定精度约为9位有效数字。
q2 = integral3(f,-Inf,0,-100,0,-100,0,“AbsTol”0,“RelTol”1 e-9)
Q2 = 2.734244599944285e+03
使用嵌套调用integral3而且积分来计算四维球体的体积。
integral3
积分
半径为4-D球体的体积 r 是
V 4 ( r ) = ∫ 0 2 π ∫ 0 π ∫ 0 π ∫ 0 r r 3. 罪 2 ( θ ) 罪 ( ϕ ) 博士 d θ d ϕ d ξ .
的积分MATLAB®中的正交函数直接支持1-D, 2-D和3-D积分。金宝app然而,要求解4-D和更高阶积分,需要对求解器进行嵌套调用。
创建一个函数句柄 f ( r , θ , ϕ , ξ ) 对于使用元素操作符的被积函数(.^而且.*).
.^
.*
F = @(r,,) r ^3 * sin()^2 .* sin();
接下来,创建一个函数句柄,用于计算使用的三个积分integral3.
Q = @ (r) integral3(@(θ,φ,xi) f (r,θ,φ,xi), 0,π,0,π,0,2 * pi);
最后,使用问函数调用中的被积函数积分.求这个积分需要为半径选择一个值 r ,所以使用 r = 2 .
I =积分(Q,0,2,“ArrayValued”,真正的)
I = 78.9568
确切的答案是 π 2 r 4 2 Γ ( 2 ) .
I_exact =²*2^4/(2* (2))
I_exact = 78.9568
被定义为函数句柄的Integrand定义了要在区域上积分的函数xmin≤x≤xmax,ymin(x)≤y≤ymax(x),zmin(x, y)≤z≤zmax(x, y).这个函数有趣的必须接受三个相同大小的数组,并返回相应值的数组。它必须执行元素操作。
x, y
数据类型:function_handle
function_handle
下限x,指定为有限或无限的实标量值。
数据类型:双|单
双
单
上限x,指定为有限或无限的实标量值。
下限y,指定为有限或无限的实标量值。你也可以指定ymin的函数句柄x)在非矩形区域上积分时。
数据类型:双|function_handle|单
上限y,指定为有限或无限的实标量值。你也可以指定ymax的函数句柄x)在非矩形区域上积分时。
下限z,指定为有限或无限的实标量值。你也可以指定zmin的函数句柄x,y)在非矩形区域上积分时。
上限z,指定为有限或无限的实标量值。你也可以指定zmax的函数句柄x,y)在非矩形区域上积分时。
指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后,但对的顺序无关紧要。
Name1 = Value1,…,以=家
的名字
价值
在R2021a之前,使用逗号分隔每个名称和值,并将其括起来的名字在报价。
例子:e-12 AbsTol, 1将绝对容错设置为精确的大约12位小数点后数位。
e-12 AbsTol, 1
AbsTol
绝对容错,指定为由逗号分隔的对组成“AbsTol”一个非负实数。integral3使用绝对容错来限制绝对误差的估计,|问- - - - - -问|,问积分的计算值是和吗问是(未知的)确切值。integral3如果降低绝对容错,可能会提供更多的小数点后精度。默认值为1平台以及.
“AbsTol”
1平台以及
请注意
AbsTol而且RelTol一起工作。integral3可能满足绝对容错或相对容错,但不一定同时满足两者。有关使用这些公差的更多信息,请参见提示部分。
RelTol
相对容错,指定为逗号分隔的对,由“RelTol”一个非负实数。integral3使用相对容错来限制相对误差的估计,|问- - - - - -问|/|问|,问积分的计算值是和吗问是(未知的)确切值。integral3如果降低相对容错,可能会提供更高的有效位数的精度。默认值为1 e-6.
“RelTol”
1 e-6
RelTol而且AbsTol一起工作。integral3可能满足相对容错或绝对容错,但不一定同时满足两者。有关使用这些公差的更多信息,请参见提示部分。
例子:e-9 RelTol, 1将相对容错设置为大约9位有效数字。
e-9 RelTol, 1
方法
“汽车”
“迭代”
积分方法,指定为由逗号分隔的对组成“方法”和下面描述的方法之一。
“方法”
integral2
例子:“方法”,“瓦”指定平铺的集成方法。
“方法”,“瓦”
数据类型:字符|字符串
字符
字符串
的integral3函数试图满足:
abs(q - q) <= max(AbsTol,RelTol*abs(q))
abs (q)
的“迭代”方法在函数在积分区域内有不连续时更有效。然而,最好的性能和精度发生在你在不连续点分割积分和和多个积分的结果。
当在非矩形区域上积分时,最好的性能和精度出现在任何或所有极限:ymin,ymax,zmin,zmax是函数句柄。避免将被积函数值设置为零以在非矩形区域上积分。如果必须这样做,请指定“迭代”方法。
使用“迭代”当任何或所有限制:ymin (x),ymax (x),zmin (x, y),zmax (x, y)都是无界函数。
在参数化匿名函数时,请注意参数值在函数句柄的生命周期内保持不变。例如,函数乐趣= @(x,y,z) x + y + z + a使用的值一个当时有趣的被创建。的值,如果稍后决定更改一个,则必须使用新值重新定义匿名函数。
乐趣= @(x,y,z) x + y + z + a
一个
如果您指定单精度积分限制,或者如果有趣的返回单精度结果,您可能需要指定更大的绝对和相对误差容差。
要解决4-D和更高阶的积分,可以将调用嵌套到积分,integral2,integral3.另一种选择是使用integralNMATLAB函数®文件交换,它解决了阶4 - 6的积分。
integralN
[1] L.F.香波”矢量自适应正交的MATLAB”,计算与应用数学杂志《中国科学》,2008,pp.131-140。
[2] L.F.香波。”二维正交的MATLAB程序。"应用数学与计算“,”第202卷,第1期,2008年,页266-274。
backgroundPool
ThreadPool
这个函数完全支持基于线程的环境。金宝app有关更多信息,请参见在线程环境中运行MATLAB函数.
积分|integral2|trapz
trapz
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在MATLAB命令窗口中输入该命令来运行该命令。Web浏览器不支持MATLAB命令。金宝app
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