Scipy Nquad

W tym artykule porozmawiamy o integracji w Pythonie za pomocą Scipy, a także omówimy funkcję „nquad” w bibliotece „Scipy” w języku „Python”. Integracja można wykorzystać do znalezienia woluminów, obszarów, punktów centralnych i wielu innych przydatnych rzeczy, takich jak obliczenie środka masy i środka ciężkości itp. Teraz pojawia się pytanie, jak obliczyć integrację. Aby znaleźć całkę, musimy znaleźć pochodną i odwrócić ją. Funkcja „Nquad” znajduje się w „Scipy.Integrate ”biblioteka.

Gdy programista lub koder nie jest w stanie analitycznie integracji funkcji, trudno jest to zrobić. Należy następnie wykorzystać pomocy z liczbowych metod integracji. Biblioteka Scipy ma kilka metod wykonywania integracji numerycznych. Większość z nich znajduje się w bibliotece Scipy omówionej powyżej. Na przykład Quad, nquad, dblquad, tplquad itp. Funkcja Quad jest główną metodą funkcji integracji w Scipy. Funkcja Quad otrzymuje swoją nazwę od kwadratu słowa.

Kwadrum słów jest czasami używane do opisania integracji numerycznych. Dlatego ta funkcja nazywa się funkcją quada. Aby obliczyć wiele całek, SCIPY zapewnia nam niektóre inne funkcje dla podwójnych i potrójnych integracji. Funkcja Nquad jest również tworzona, aby wykonać wiele integracji. Teraz, zakładając, że wyjaśniliśmy koncepcję funkcji quad i zintegrowanej biblioteki, przejdźmy do naszej głównej funkcji, jaką jest Nquad. Nquad jest funkcją stosowaną do ogólnej integracji N-FOLD. Owija funkcję quad, aby włączyć wiele integracji zmiennych.

Aby wykonać obliczenia, funkcja Nquad wykorzystuje technikę z biblioteki Fortran o nazwie QuadPack. Biblioteka QuadPack zapewnia wiele iteracji przy użyciu różnych technik i metodologii.

Składnia

Składnia funkcji Nquad jest następująca:

Scipy.zintegrować.nquad (FUNC, zakresy, args = brak, opts = brak, Full_Output = false)

Omówmy teraz parametry przekazane do tej funkcji i celu tych parametrów.

Pierwszym parametrem przekazanym do Nquad jest „FUNC”. Jest to funkcja, którą należy zintegrować. To wymaga argumentów z X0… XN. Te argumenty muszą być z pasa danych pływakowych. Wartość „x0” w wyrażeniu jest najgłębszą całką, podczas gdy wartość „xn” jest najbardziej zewnętrzną całką.

Drugim parametrem funkcji NQuad to „zakresy”. Ten paramer jest obiektem iteracją. Każdy element tego parametru musi być sekwencją dwóch liczb. W przeciwnym razie musi to być nazwa, która może zwrócić tę samą sekwencję. Zakres [0] działa jako tablica i wykonuje integrację nad x0, zakres [1] wykonuje takie operacje na x1 i tak dalej. Jeśli wartość lub element w parametrze zakresu jest obiektem, które można nazwać, wówczas wszystkie dostępne parametry integracji zostaną użyte do nazwie.

Teraz przejście do „Arg”. Jest to również obiekt iteratora, ale jest to opcjonalny parametr, co oznacza, że ​​zależy od kodera, niezależnie od tego, czy przekazuje ten parametr, czy nie w zależności od wymagania kodu. To są dodatkowe argumenty, jak wyjaśnia nazwa. Te argumenty są czasem wymagane przez inne parametry, takie jak FUNC, zakres itp.

Czwarty parametr w tej metodzie to „opty”. Jest to również opcjonalny parametr i obiekt iteratora. Są to opcje przekazywane do funkcji quad i przy pomocy tych opcji nasza funkcja ocenia, jaki poziom integracji ma zostać wykonany. Jeśli ten parametr jest pusty, w tej funkcji używana jest ta sama operacja używana w funkcji „Quad”. Dostępne opcje mające wartości domyślne są następujące:

• Epsabs = 1.49e-08
• EPSREL = 1.49e-08
• Limit = 50
• punkty = brak
• waga = brak
• WVAR = brak
• wopts = brak

Ostatni parametr to „Full_output”. Jeśli ustawimy wartość tego parametru na prawdziwe, w rezultacie można uzyskać liczbę ocen „Neval”.

Ta funkcja zwraca wynik wyjściowy w danych pływakowych wraz z „ABSERR”, co jest błędem bezwzględnym podczas wykonywania integracji. Zwraca także „out_dict”, który zawiera wszystkie dodatkowe informacje o wykonanej integracji.

Przykład nr 01:

Aby uzyskać lepsze zrozumienie funkcji wyżej wymyślonej, podajemy przykład, który wyjaśni twoje pojęcia. Aby to zrobić, najpierw dodaliśmy Scipy.Zintegruj i importował Nquad z IT. Omówiliśmy wcześniej we wstępie, że Nquad jest funkcją Scipy.Integruj bibliotekę. Dlatego importowaliśmy go z Scipy.zintegrować. Następnie zdefiniowaliśmy funkcję o nazwie „FUNCT”. Przyjmie trzy parametry: „A”, „B” i „C”. Funkcja wypełnia ich ze sobą i zwraca dane wyjściowe. Następnie zadeklarowaliśmy kolejną zmienną „RZLT”. W następnym kroku wywołamy naszą funkcję i przekazamy jej wymagane parametry. Pierwszym parametrem będzie wartość zwrócona przez naszą powyższą funkcję.

Następnie przekazaliśmy macierz jako parametr wejściowy. Funkcja NQuAD przejmie swoją integrację i przechowuje ją w naszej zmiennej „RZLT”. Następnie wydrukowaliśmy wartość naszej zmiennej. Teraz wykonajmy kod i sprawdź wynik.

od Scipy.Zintegruj import nquad
Def Funct (A, B, C):
zwróć*b*c
Rzlt = nquad (funct, [[0, 1], [0, 5], [0, 5]])
Drukuj („Poniżej jest wyjście”)
Drukuj (RZLT)

To jest wyjście, które otrzymamy po pomyślnym wykonaniu naszego kodu. Aby sprawdzić, czy wynik jest prawidłowy, czy nie, możesz samodzielnie wziąć integrację przekazanych danych wejściowych i potwierdzić, że uzyskamy z naszej funkcji. Zweryfikowaliśmy to z naszego końca, a wyjście jest prawidłowe. W wierszu naszego kodu wydrukowaliśmy instrukcję. Widzimy, że system najpierw wydrukował tę instrukcję, a następnie nasze wyjście. Możemy więc powiedzieć, że gdyby był jakiś problem z kodem, kompilator nie wydrukowałby również naszego stwierdzenia.

Wniosek

W tym przewodniku omówiliśmy funkcję scipy „nquad”.Zintegruj bibliotekę Pythona. Szczegółowo wyjaśniliśmy pracę i cel tej funkcji. Następnie omówiliśmy jego składnię i jakie parametry są do niej przekazywane i co powraca jako wyjście. Wykonaliśmy również przykład, aby lepiej zrozumieć, wykonując go praktycznie i obliczając całkę wartości, którą przekazaliśmy do funkcji.