changeIntegrationVariable

Интегрирование заменой

Описание

пример

G = changeIntegrationVariable(F,old,new) применяет интегрирование заменой к интегралам в F, в котором old заменяется new. old должен зависеть от предыдущей переменной интегрирования интегралов в F и new должен зависеть от новой переменной интегрирования. Для получения дополнительной информации смотрите Интегрирование Заменой.

При определении интегралов в F, можно возвратить неоцененную форму интегралов при помощи int функция с 'Hold' набор опции к true. Можно затем использовать changeIntegrationVariable показать шаги интегрирования заменой.

Примеры

свернуть все

Примените замену переменной к определенному интегралу abf(x+c)дуплекс.

Задайте интеграл.

syms f(x) y a b c
F = int(f(x+c),a,b)
F = 

abf(c+x)dx

Замените переменную x+c в интеграле к y.

G = changeIntegrationVariable(F,x+c,y)
G = 

a+cb+cf(y)dy

Найдите интеграл потому что(журнал(x))дуплекс использование интегрирования заменой.

Задайте интеграл, не оценивая его путем установки 'Hold' опция к true.

syms x t
F = int(cos(log(x)),'Hold',true)
F = 

потому что(журнал(x))dx

Замените выражением log(x) с t.

G = changeIntegrationVariable(F,log(x),t) 
G = 

etпотому что(t)dt

Оценивать интеграл в G, используйте release функция, чтобы проигнорировать 'Hold' опция.

H = release(G)
H = 

etпотому что(t)+sin(t)2

Восстановите log(x) вместо t.

H = simplify(subs(H,t,log(x)))
H = 

2xsin(π4+журнал(x))2

Сравните результат с результатом интегрирования, возвращенным int не устанавливая 'Hold' опция к true.

Fcalc = int(cos(log(x)))
Fcalc = 

2xsin(π4+журнал(x))2

Найдите решение закрытой формы интеграла xtan(журнал(x))дуплекс.

Задайте интеграл с помощью int функция.

syms x
F = int(x*tan(log(x)),x)
F = 

xtan(журнал(x))dx

int функция не может найти решение закрытой формы интеграла.

Замените выражением log(x) с t. Примените интегрирование заменой.

syms t
G = changeIntegrationVariable(F,log(x),t)
G = 

e2t2Fhypergeom1(1,-i; 1-i; -e2ti)i2+et2+2i2Fhypergeom1(1,1-i; 2-i; -e2ti)-14-14i

Решение закрытой формы выражается в терминах гипергеометрических функций. Для получения дополнительной информации о гипергеометрических функциях смотрите hypergeom.

Вычислите интеграл 01esin(x)дуплекс численно с высокой точностью.

Задайте интеграл 01esin(x)дуплекс. Решение закрытой формы интеграла не существует.

syms x
F = int(exp(sqrt(sin(x))),x,0,1)
F = 

01esin(x)dx

Можно использовать vpa вычислить интеграл численно к 10 значительным цифрам.

F10 = vpa(F,10)
F10 = 1.944268879

В качестве альтернативы можно использовать vpaintegral функционируйте и задайте допуск относительной погрешности.

Fvpa = vpaintegral(exp(sqrt(sin(x))),x,0,1,'RelTol',1e-10)
Fvpa = 1.944268879

vpa функция не может найти численное интегрирование с 70 значительными цифрами, и это возвращает неоцененный интеграл.

F70 = vpa(F,70)
F70 = 

01esin(x)dx

Чтобы найти численное интегрирование с высокой точностью, можно выполнить замену переменной. Замените выражением sin(x) с t. Вычислите интеграл численно к 70 значительным цифрам.

syms t;
G = changeIntegrationVariable(F,sqrt(sin(x)),t)
G = 

0sin(1)2tet1-t4dt

G70 = vpa(G,70)
G70 = 1.944268879138581167466225761060083173280747314051712224507065962575967

Входные параметры

свернуть все

Выражение, содержащее интегралы, заданные как символьное выражение, функция, вектор или матрица.

Подвыражение, которым подставятся, заданный как символьная скалярная переменная, выражение или функция. old должен зависеть от предыдущей переменной интегрирования интегралов в F.

Новое подвыражение, заданное как символьная скалярная переменная, выражение или функция. new должен зависеть от новой переменной интегрирования.

Больше о

свернуть все

Интегрирование заменой

Математически, правило замены официально задано для неопределенных интегралов как

f(g(x))g'(x)dx=(f(t)dt)|t=g(x)

и для определенных интегралов как

abf(g(x))g'(x)dx=g(a)g(b)f(t)dt.

Смотрите также

| | | |

Введенный в R2019b