2024.6.25 定積分【scipy】

scipy.integrateを利用すると定積分の値を求めることができる。

integrate.quad(関数名, 積分区間の下限, 積分区間の上限)

簡単な例

code:integrate1.py

import numpy as np

from scipy import integrate

# Linear function

def func1(x):

return x

# sin function

def func2(x):

return np.sin(x)

print(integrate.quad(func1, 0, 1))

print(integrate.quad(func2, 0, np.pi))

結果

code:result1.txt

(0.5, 5.551115123125783e-15)

(2.0, 2.220446049250313e-14)

結果は定積分の値と推定誤差のタプルが返される。

積分区間の指定にnp.infを利用することができる。

code:integrate2.py

import numpy as np

from scipy import integrate

def func3(t):

return np.e**(-t)

print(integrate.quad(func3, 0, np.inf))

print(integrate.quad(func3, np.inf, 0))

結果

code:result2.txt

(1.0000000000000002, 5.842606672514919e-11)

(-1.0000000000000002, 5.842606672514919e-11)

引数を与える

argsオプションを用いて引数を渡すことができる。

code:integrate3.py

import numpy as np

from scipy import integrate

def func4(x, a, b):

return a * x +b

def func5(x, a, b, c):

return a * x**2 + b * x + c

print(integrate.quad(func4, 0, 1, args=(1, 2)))

arg5 = (1, 2, 3) # タプルで与える

sol5, abserr5 = integrate.quad(func5, 0, 1, args=arg5)

print('解', sol5)

print('推定絶対誤差', abserr5)

結果

code:result3.txt

(2.5, 2.7755575615628914e-14)

解 4.333333333333333

推定絶対誤差 4.810966440042345e-14