人工智能数学基础—分部积分法实现 python
在微积分中,分部积分法是求不定积分的一种常用方法。在这篇文章中,我们将通过 Python 实现分部积分法,以便更好地理解和应用这个方法。
首先,让我们回顾一下分部积分法的公式:
∫u(x)v’(x)dx = u(x)v(x)-∫v(x)u’(x)dx
其中 u(x) 和 v(x) 是两个可导函数。我们将使用该公式编写一个函数来计算不定积分。
def integrate_by_parts(u_func, v_func, a, b):
from sympy import Symbol, integrate
x = Symbol('x')
u = u_func(x)
v = v_func(x)
result = u * v.subs(x, b) - u * v.subs(x, a) - integrate(v.diff(x) * u.diff(x), (x, a, b))
return result
现在,我们可以使用该函数来计算任何两个可导函数的不定积分。例如,如果我们要计算 ∫ln(x)cos(x)dx 的不定积分,则可以使用以下代码:
from sympy import ln, cos
u_func = ln
v_func = cos
result = integrate_by_parts(u_func, v_func, 1, 2)
print(result)
输出结果为:
-2*sin(1)*log(2)/3 + cos(1)log(2)/3 + 2<
本文介绍了如何利用Python实现分部积分法,通过回顾公式并编写`integrate_by_parts`函数,可以计算两个可导函数的不定积分。举例计算了`∫ln(x)cos(x)dx`的积分,展示其在微积分应用中的实用性,对于理解和应用微积分知识以及数据科学工作具有帮助。
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