用Octave求不定积分基本公式(22)
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微积分知识点
不定积分是导数的逆运算,是微积分基本定理的重要组成部分。微积分知识点是微积分学习中的重要内容,理解其数学原理是掌握后续知识的基础。
数学上,这一概念通过严格的极限语言来定义,符号计算工具可以帮助我们快速验证和计算相关问题。
用Octave计算
在Octave中,使用 int(f, x) 可以计算函数 f 关于变量 x 的不定积分。符号计算引擎能自动应用各种积分法则。
通过下面的代码示例,你可以学习如何用Octave来计算。Octave的Symbolic包提供了强大的符号计算能力,让我们能够专注于理解数学概念,而不是繁琐的手工计算。
不定积分基本公式(22) \(\int{ \sqrt{a^2-x^2} }{\rm d}x=\frac{a^2}{2}{\rm arcsin} \frac{x}{a}+\frac{x}{2}\sqrt{a^2-x^2}+C\)
求\(\int{ \frac{1}{x^2-a^2 } }{\rm d}x\).
程序代码如下
function [text_result, numeric_result] = func76()
pkg load symbolic;
x = sym('x');
a = sym('a');
f = int(sqrt(a^2 - x^2), x);
text_result = ["\n", disp(f)];
numeric_result = eval(f);
endfunction
结果如下
>> [text_result, numeric_result] = func76()
text_result =
⎧ 2 ⎛x⎞
⎪ ⅈ⋅a ⋅acosh⎜─⎟ 3 │ 2│
⎪ ⎝a⎠ ⅈ⋅a⋅x ⅈ⋅x │x │
⎪- ───────────── - ───────────────── + ─────────────────── for │──│ > 1
⎪ 2 _________ _________ │ 2│
⎪ ╱ 2 ╱ 2 │a │
⎪ ╱ x ╱ x
⎪ 2⋅ ╱ -1 + ── 2⋅a⋅ ╱ -1 + ──
⎪ ╱ 2 ╱ 2
⎨ ╲╱ a ╲╱ a
⎪
⎪ ________
⎪ ╱ 2
⎪ ╱ x
⎪ 2 ⎛x⎞ a⋅x⋅ ╱ 1 - ──
⎪ a ⋅asin⎜─⎟ ╱ 2
⎪ ⎝a⎠ ╲╱ a
⎪ ────────── + ────────────────── otherwise
⎩ 2 2
numeric_result = (sym)
⎧ 2 ⎛x⎞
⎪ ⅈ⋅a ⋅acosh⎜─⎟ 3 │ 2│
⎪ ⎝a⎠ ⅈ⋅a⋅x ⅈ⋅x │x │
⎪- ───────────── - ───────────────── + ─────────────────── for │──│ > 1
⎪ 2 _________ _________ │ 2│
⎪ ╱ 2 ╱ 2 │a │
⎪ ╱ x ╱ x
⎪ 2⋅ ╱ -1 + ── 2⋅a⋅ ╱ -1 + ──
⎪ ╱ 2 ╱ 2
⎨ ╲╱ a ╲╱ a
⎪
⎪ ________
⎪ ╱ 2
⎪ ╱ x
⎪ 2 ⎛x⎞ a⋅x⋅ ╱ 1 - ──
⎪ a ⋅asin⎜─⎟ ╱ 2
⎪ ⎝a⎠ ╲╱ a
⎪ ────────── + ────────────────── otherwise
⎩ 2 2