Python: 实现 Simpson 积分算法(带完整代码)
Simpson 积分法是数值积分方法中常用的一种,它是通过利用简单函数近似代替被积函数,从而计算被积函数的定积分。这种方法实现简单,且精度较高,因此在科学计算中得到广泛应用。本文将介绍如何使用 Python 实现 Simpson 积分算法,并附有完整的源代码供读者参考。
首先,我们来了解一下 Simpson 积分的原理。基本思路是将被积函数在积分区间上进行插值,然后用插值得到的多项式函数作为被积函数的近似函数,在其中求出定积分。具体的推导过程可以参见高等数学教材。在 Python 中,我们可以用 numpy 库的 polyfit() 函数实现对被积函数的拟合。
接着,我们来看一下代码实现。下面是实现 Simpson 积分算法的 Python 代码:
import numpy as np
def simpson(f, a, b, n=100):
"""
f: 要积分的函数
a: 积分下界
b: 积分上界
n: 划分区间个数,默认为100
"""
if n % 2 == 1:
raise ValueError("n must be an even number")
h = (b - a) / n
x = np.linspace(a, b, n+