SciPy scipy.integrate.quad メソッド

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Bhuwan Bhatt 2023年1月30日
SciPy SciPy Integrate
  1. scipy.integrate.quad() の構文：
  2. コード例：scipy.integrate.quad() 積分を求めるメソッド
  3. scipy.integrate.quad() を使用して正弦の積分を計算する
SciPy scipy.integrate.quad メソッド

Python Scipy scipy.integrate.quad() メソッドは、指定された下限と上限の間の特定の関数の統合を評価します。

scipy.integrate.quad() の構文：

scipy.integrate.quad(func, a, b)

パラメーター
func これは、定積分が計算される関数です。
a 下限。ここから機能の統合が始まります。浮動小数点値を取ります。
b 上限。機能の統合はここで停止します。浮動小数点値を取ります。

戻り値

2つの値のタプルを返します。

  1. 積分の値。
  2. 実際の値と近似値の間の積分の誤差を推定します。

コード例：scipy.integrate.quad() 積分を求めるメソッド

import numpy as np
import scipy
from scipy.integrate import quad


def func(x):
    return x


integral, error = scipy.integrate.quad(func, 0, 4)
print("The result of the integration of func from 0 to 4 is: " + str(integral))
print("The error value in the integration is:" + str(error))

出力：

The result of the integration of func from 0 to 4 is: 8.0
The error value in the integration is:8.881784197001252e-14

ここでは、func という名前の関数が作成されます。これは、変更なしで入力値を返す単純な線形関数です。scipy.integrate.quad() メソッドが呼び出されると、func が下限 0 と上限 4 の間に統合され、メソッドからの出力として 2つの値のタプルが取得されます。最初の値は定積分の値を表し、2 番目の値は積分を推定する際の誤差を表します。

scipy.integrate.quad() を使用して正弦の積分を計算する

import numpy as np
import scipy
from scipy.integrate import quad

lower_bound = 0
upper_bound = np.pi / 2


def func(x):
    return np.cos(x)


value, err = quad(func, lower_bound, upper_bound)
print("Integral value of cosine function from 0 to pi/2 is:" + str(value))
print("Estimated error is: " + str(err))

出力：

Integral value of cosine function from 0 to pi/2 is: 0.9999999999999999
Estimated error is: 1.1102230246251564e-14

ここで、cos(x) は制限 0 と np.pi/2 の間に統合されています。func 関数が作成され、cos(x) が返されます。これは、間隔の上限と下限とともに quad メソッドに渡され、最終的にそれぞれの積分値と絶対誤差を生成します。

他のいくつかのオプションのパラメーターを使用して、出力を調整できます。