Całki. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Podobne dokumenty
I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

Wykłady 11 i 12: Całka oznaczona

Pochodne. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Elementy rachunku różniczkowego i całkowego

Rachunek całkowy - całka oznaczona

6. Całka nieoznaczona

5. Całka nieoznaczona

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 12

Zastosowania pochodnych

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

Pochodna funkcji. Pochodna funkcji w punkcie. Różniczka funkcji i obliczenia przybliżone. Zastosowania pochodnych. Badanie funkcji.

Matematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 wykład 13 (27 maja)

Całka podwójna po prostokącie

Wykład 10: Całka nieoznaczona

Analiza matematyczna i algebra liniowa Pochodna funkcji

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Matematyka z el. statystyki, # 4 /Geodezja i kartografia I/

Całka nieoznaczona wykład 7 ( ) Motywacja

Ciągi liczbowe. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Całki podwójne. Definicja całki podwójnej. Jacek Kłopotowski. 25 maja Katedra Matematyki i Ekonomii Matematycznej

Matematyka dla biologów Zajęcia nr 6.

Wykład VI. Badanie przebiegu funkcji. 2. A - przedział otwarty, f D 2 (A) 3. Ekstrema lokalne: 4. Punkty przegięcia. Uwaga!

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

Funkcje. Część druga. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Wykład Matematyka A, I rok, egzamin ustny w sem. letnim r. ak. 2002/2003. Każdy zdający losuje jedno pytanie teoretyczne i jedno praktyczne.

Całki krzywoliniowe wiadomości wstępne

Maciej Grzesiak Instytut Matematyki Politechniki Poznańskiej. Całki nieoznaczone

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

Wykłady z Matematyki stosowanej w inżynierii środowiska, II sem. 2. CAŁKA PODWÓJNA Całka podwójna po prostokącie

Funkcje wielu zmiennych

Lista 1 - Funkcje elementarne

Ćwiczenia 4 / 5 rachunek różniczkowy

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych

Całka oznaczona zastosowania (wykład 9; ) Definicja całki oznaczonej dla funkcji ciagłej

Analiza matematyczna 2 zadania z odpowiedziami

y(t) = y 0 + R sin t, t R. z(t) = h 2π t

Pochodna funkcji: zastosowania przyrodnicze wykłady 7 i 8

lim Np. lim jest wyrażeniem typu /, a

Pochodna funkcji c.d.-wykład 5 ( ) Funkcja logistyczna

II. RÓŻNICZKOWANIE I CAŁKOWANIE NUMERYCZNE Janusz Adamowski

FUNKCJE ZESPOLONE Lista zadań 2005/2006

f(x + x) f(x) . x Pochodne ważniejszych funkcji elementarnych (c) = 0 (x α ) = αx α 1, gdzie α R \ Z (sin x) = cos x (cos x) = sin x

Pochodną funkcji w punkcie (ozn. ) nazywamy granicę ilorazu różnicowego:

ANALIZA MATEMATYCZNA 2 zadania z odpowiedziami

WYDZIAŁ INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA, studia niestacjonarne ANALIZA MATEMATYCZNA1, lista zadań 1

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Pochodne funkcji, przebieg zmienności funkcji

Dystrybucje, wiadomości wstępne (I)

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Całki nieoznaczone

Całki krzywoliniowe. SNM - Elementy analizy wektorowej - 1

Pojęcie funkcji. Funkcja liniowa

CAŁKI NIEOZNACZONE C R}.

Rachunek różniczkowy i całkowy w przestrzeniach R n

Lista zadań nr 2 z Matematyki II

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

ZASTOSOWANIA POCHODNEJ FUNKCJI

ROZKŁAD MATERIAŁU DO II KLASY LICEUM (ZAKRES ROZSZERZONY) A WYMAGANIA PODSTAWY PROGRAMOWEJ.

Mechanika. Wykład 2. Paweł Staszel

opracował Maciej Grzesiak Całki krzywoliniowe

22 Pochodna funkcji definicja

Weźmy wyrażenie. Pochodna tej funkcji wyniesie:. Teraz spróbujmy wrócić.

Pochodna funkcji jednej zmiennej

22. CAŁKA KRZYWOLINIOWA SKIEROWANA

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych

Pochodna funkcji. Niech f : A R, a A i załóżmy, że istnieje α > 0 taka, że

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do rachunku błędów pomiarowych

Wykład 15. Matematyka 3, semestr zimowy 2011/ listopada 2011

Funkcje dwóch zmiennych

Równanie przewodnictwa cieplnego (I)

Całkowanie numeryczne

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

1. Liczby zespolone Stwierdzić kiedy kwadrat liczby zespolonej jest liczbą. (i) rzeczywistą, (ii) ujemną, (iii) tylko urojoną?

Funkcja pierwotna. Całka nieoznaczona. Podstawowe wzory. Autorzy: Konrad Nosek

Następnie przypominamy (dla części studentów wprowadzamy) podstawowe pojęcia opisujące funkcje na poziomie rysunków i objaśnień.

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

na egzaminach z matematyki

Tekst na niebiesko jest komentarzem lub treścią zadania b; stąd b = (6 π 3)/12. 3 Wzór stycznej: 2 x + 6 π

Metody numeryczne. Sformułowanie zagadnienia interpolacji

11. Pochodna funkcji

Zagadnienia brzegowe dla równań eliptycznych

TO SĄ ZAGADNIENIA O CHARAKTERZE RACZEJ TEORETYCZNYM PRZYKŁADOWE ZADANIA MACIE PAŃSTWO W MATERIAŁACH ĆWICZENIOWYCH. CIĄGI

Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych ( )

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 9

Całki krzywoliniowe skierowane

Metody numeryczne. materiały do wykładu dla studentów. 7. Całkowanie numeryczne

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej. 1 Obliczanie pochodnej i jej interpretacja geometryczna

Analiza Matematyczna MAEW101

WYDAWNICTWO PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ WE WŁOCŁAWKU

Notatki z Analizy Matematycznej 2. Jacek M. Jędrzejewski

ZAGADNIENIA PROGRAMOWE I WYMAGANIA EDUKACYJNE DO TESTU PRZYROSTU KOMPETENCJI Z MATEMATYKI DLA UCZNIA KLASY II

WYMAGANIA I KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W 3 LETNIM LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCYM

VIII. Zastosowanie rachunku różniczkowego do badania funkcji. 1. Twierdzenia o wartości średniej. Monotoniczność funkcji.

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Obliczenia Symboliczne

Wstęp do równań różniczkowych

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

Rachunek Różniczkowy

Transkrypt:

Całki Zbigniew Koza Wydział Fizyki i Astronomii Wrocław, 2015

CAŁKI NIEOZNACZONE

Motywacja Załóżmy, że znamy położenie jakiegoś obiektu w każdej chwili czasu, czyli x(t), i chcemy na tej podstawie wyznaczyć jego prędkość. Jak to zrobić?

Motywacja Załóżmy, że znamy położenie jakiegoś obiektu w każdej chwili czasu, czyli x(t), i chcemy na tej podstawie wyznaczyć jego prędkość. Jak to zrobić? Odpowiedź: prędkość tego obiektu określona jest przez pochodną x(t) względem czasu: v t = dd dd (t)

Motywacja Załóżmy sytuację odwrotną: znamy prędkość jakiegoś obiektu w każdej chwili czasu, czyli v(t), i chcemy na tej podstawie wyznaczyć jego położenie, x(t). Jak to zrobić?

Motywacja Załóżmy sytuację odwrotną: znamy prędkość jakiegoś obiektu w każdej chwili czasu, czyli v(t), i chcemy na tej podstawie wyznaczyć jego położenie, x(t). Jak to zrobić? Odpowiedź: rozwiązać równanie dd(t) dd = v t w którym niewiadomą jest funkcja x(t)

Motywacja pochodna x t v(t) całka Całkowanie jest operacją ODWROTNĄ do różniczkowania

Notacja pochodna: v(t) = dd dd (t) x t v(t) całka: x = v τ dτ

Notacja pochodna: v(t) = dd dd (t) x t v(t) tym się zajmiemy nieco później całka: x(t) = v τ dτ Gdzie jest (t) po prawej stronie? To nie może być t!

Prosty przykład Skoro x 2 = 2x, a całkowanie jest operacją odwrotną do różniczkowania, więc 2x dx = x 2

I od razu problem Hmm dla każdej stałej rzeczywistej C zachodzi x 2 + C = 2x, więc 2x dx = x 2 + C Całkowanie nie jest operacją jednoznaczną: wynik znamy tylko z dokładnością do dowolnej stałej rzeczywistej, zwyczajowo oznaczanej C

Interpretacja fizyczna C v(t) x tu jest moje x = 0 tu jest moje x = 0 x A (t) x B (t) Ala Bernard obserwujemy tu jest moje x różne = 0 położenia x(t), ale tę samą prędkość v(t) prędkość nie zależy od wyboru początku układu współrzędnych

Interpretacja geometryczna Przesunięcie wykresu wzdłuż osi y nie zmienia nachylenia stycznej do wykresu dla danego x

Całka nieoznaczona - definicja Niech f(x) będzie funkcją określoną na pewnym przedziale P. Każdą funkcję F(x) różniczkowalną na P i spełniającą w każdym punkcie x P warunek F x = f(x) nazywamy funkcją pierwotną funkcji f lub całką nieoznaczoną funkcji f lub po prostu całką funkcji f i oznaczamy f x dd

Sposób czytania f x dd Całka z ef od iks po de iks

Niejednoznaczność całki Jeśli funkcja F(x) jest całką funkcji f(x), to każda funkcja G x = F x + C, gdzie C jest stałą, też jest całką funkcji f, bo G x = F x = f. Jeśli F(x) i G(x) są całkami funkcji f(x), to F x G x = C, gdzie C jest pewną stałą. W związku z powyższym w tablicach całek podaje się wzory z dokładnością do stałej C, np. 2x dd = x 2 + C

Całkowanie a różniczkowanie Całkowanie funkcji to po prostu obliczanie dowolnej całki tej funkcji Całkowanie (funkcji ciągłej) jest operacją odwrotną do różniczkowania: f x dd = f F x dd = F + C

Wzory podstawowe x a dd = xa+1 a+1 1 dd = ln x + C x e x dd = e x + C + C, a 1 sin x dd = cos x + C cos x dd = sin x + C Te wzory łatwo sprawdzić, obliczając pochodne obu stron

Całkowanie jest operacją liniową αf x + βg x dd = α f x dd + β g x dd Całka sumy jest sumą całek Czynnik stały (tu: α, β) można wyłączyć przed całkę

Całkowanie jest operacją liniową αf x + βg x dd = α f x dd + β g x dd Przykład: 2x x dx = 2 x dd x 1 2dd = 2 x2 2 x1+ 1 2 1 + 1 2 + C = x 2 2 x x + C 3

Czy całkowanie jest proste? Różniczkowanie jest proste, jednak daje w wyniku złożone funkcje Dlatego całkowanie niektórych złożonych funkcji jest proste, natomiast całkowanie większości prostych (i złożonych) funkcji jest trudne Całki bardzo wielu prostych funkcji nie są funkcjami elementarnymi

Jak się całkuje? 50 lat temu: ulubiony temat egzaminacyjny 25 lat temu: teraz:

Proste funkcje mogą nie mieć elementarnych całek 1 + x 3 dx (tzw. całka eliptyczna) sin x x ln x x dx (tzw. sinus całkowy) dx (tzw. logarytm całkowy) e x2 dx (tzw. funkcja błędu) i wiele innych

Funkcje specjalne Wiele takich nieelementarnych całek ma swoje własne oznaczenia, np.: sin x x dx oznacza się symbolem Si (sinus całkowy) Są to przykłady funkcji specjalnych Nie ma sensu uczyć się ich na pamięć, ale trzeba mieć świadomość ich istnienia Octave implementuje kilkadziesiąt funkcji specjalnych

A co, jeśli całki nie ma w tablicach ani w WolframAlpha? Pozostają metody numeryczne, ale o tym za chwilę

DWIE METODY

Dwie popularne metody przekształcania wyrażeń całkowych Metoda zamiany zmiennych Metoda całkowania przez części Nie musisz ich stosować, ale powinieneś rozumieć notację, która z nich korzysta

Zamiana zmiennych Przykład: ile wynosi I = 2x cos(x 2 )dx? Wprowadzamy nową zmienną t = x 2 Wyznaczamy różniczkę nowej zmiennej: dt = (x 2 ) dx = 22 dx Zamieniamy w całce x na t: 22 cos(x 2 ) dx = cos t dt = sin t + C Wracamy w wyniku do x zamiast t: I = 2x cos(x 2 ) dx = sin x 2 + C

Całkowanie przez części Niech dane będą dwie funkcje, f i g. Wiemy, że ff = f g + fff oraz df = f dx, dg = g dd. Stąd ff dx = f g dx + fff dx ff = g df + f dg f dg = ff g df

Całkowanie przez części minus f dg = ff g df różniczka drugiej funkcji iloczyn (bez całki!) różniczka pierwszej funkcji

Całkowanie przez części Przykład: I = ln x dx Podstawiamy f = ln x, g = x Czyli I = f dg Korzystamy ze wzoru, I = ff g dd Wracamy do x : I = ln x x x d ln x I = x ln x x 1 x dx = x ln x dx I = x ln x x + C

CAŁKI OZNACZONE

Całka oznaczona Niech F będzie dowolną całką nieoznaczoną funkcji f ciągłej na przedziale [a, b]. Wtedy różnicę F b F(a) nazywamy całką oznaczoną funkcji f na przedziale [a, b] i oznaczamy b f(x) dd a

Całka a pole pod wykresem funkcji + + a - + + - - - b b f(x) a + dd = pole nad minus pole pod wykresem -

Przykład 1 pole ćwiartki koła to 1 1 x 2 dd = π 4 0

pole jednego garba funkcji f x = sin x π sss x 0 dd = π ccc x = x=0 (cos π cos 0) = 1 1 = 2 Przykład 2

Notacja F(x) x=a oznacza F b F(a) np. sss x 0 π b π dd = ccc x x=0 bo cos x + C jest całką nieoznaczoną sin x

Zastosowania w fizyce i okolicach droga ładunek elektryczny s t = s 0 + v τ czas t τ=0 Q t = Q 0 + I τ t τ=0 prędkość dτ prąd elektryczny dτ inny czas Całki wyznaczane są po czasie τ biegnącym od chwili początkowej (0) do t

Prawdziwa całka CAŁKA RIEMANNA

Motywacja Całka Riemanna jest intuicyjna z punktu widzenia inżynierskiego Pozwala całkować szerszą klasę funkcji niż metoda oparta na całce nieoznaczonej (np. niektóre funkcje nieciągłe) Całkowicie wystarcza w normalnych zastosowaniach

Jak obliczyć pole pod krzywą, np. pod parabolą f x = x 2 dla 0,4 x 1? Cel

Sposób współczesny Narysować wykres na komputerze i zliczyć piksele

Zliczanie pikseli: w paskach? Zliczanie pikseli byłoby żmudne, ale kierunek myślenia nie jest zły Zadanie nieco się uprości, jeżeli zamiast pojedynczych pikseli zaczniemy zliczać pionowe paski

Szerokość pasków nie musi być stała Zadanie jeszcze bardziej się uprości, jeżeli dopuścimy, że paski mogą mieć różną szerokość O ile weźmiemy granicę, w której szerokość najszerszego paska dąży do zera

Podział przedziału całkowania a δ x i b x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x N 1 x N Przedział [a, b] dzielimy na N odcinków punktami x 1, x 2,, x N 1 ; dodatkowo x 0 = a, x N = b oraz a = x 0 < x 1 < x 2 < x N = b Długość każdego odcinka: Δx i = x i x i 1 Długość najdłuższego odcinka oznaczamy δ x i i nazywamy średnicą podziału x i

Wybór punktów w podprzedziałach ξ 1 ξ 2 ξ 3 ξ 4 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ 8 ξ N a = x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x N 1 x N = b W każdym podprzedziale [x k 1, x k ] wybieramy dowolny punkt ξ k (tj. x k 1 ξ k x k ) ξ k może leżeć wewnątrz (tu: x 0 < ξ 1 < x 1 ) lub na jednym z krańców swojego przedziału (tu: ξ 4 = x 3, ξ 5 = x 5 )

Utworzenie sumy ξ 1 ξ 2 ξ 3 ξ 4 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ 8 ξ N a = x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x N 1 x N = b S = f ξ 1 Δx 1 + f ξ 2 Δx 2 + f ξ N Δx N przypominam, że Δx k to długość k-tego odcinka, tj. Δx k = x k x k 1

Utworzenie sumy ξ 1 ξ 2 ξ 3 ξ 4 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ 8 ξ N a b Δx 1 Δx 2 Δx 3 Δx 4 Δx 5 Δx 6 Δx 7 Δx 8 Δx N b a N S = f ξ k Δx k k=1 Δx k = x k x k 1

Interpretacja sumy ξ 3 ξ 4 ξ 8 ξ 1 ξ 2 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ N a Δx 1 Δx 2 Δx 3 Δx 4 Δx 5 Δx 6 Δx 7 Δx 8 Δx N N b S = f ξ k Δx k k=1 To jest suma pól powierzchni prostokątów o podstawie Δx k i wysokości f x k

Interpretacja sumy ξ 3 ξ 4 ξ 1 ξ 2 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ 8 ξ N a Δx 1 Δx 2 Δx 3 Δx 4 Δx 5 Δx 6 Δx 7 Δx 8 Δx N b Suma pól powierzchni prostokątów aproksymuje (przybliża) pole powierzchni pod krzywą Wkład prostokątów z f ξ k < 0 jest ujemny Do pełni szczęścia potrzeba granicy

Przejście graniczne ξ 3 ξ 4 ξ 1 ξ 2 ξ 5 ξ 6 ξ 7 ξ 8 ξ N a Δx 1 Δx 2 Δx 3 Δx 4 Δx 5 Δx 6 Δx 7 Δx 8 Δx N b N R = lll f ξ k δ 0 k=1 Δx k gdzie δ to, przypominam, średnica podziału x j

Przejście graniczne N R = lll f ξ k δ 0 Δx k k=1 Jeżeli powyższa granica istnieje i jej wartość nie zależy od wyboru podziału x j i punktów ξ j, to jej wartość nazywamy całką Riemanna funkcji f x na przedziale [a, b]

Interpretacja fizyczna N s(t) = lll v ξ k δ 0 k=1 Δt k Aby obliczyć drogę, jaką przebył w czasie t, dzielimy ten czas na N odcinków. W każdym z nich wybieramy jakąś chwilę ξ k i zakładamy, że w całym odcinku czasu t k 1, t k poruszał się ze stałą prędkością v ξ k, więc przebył w nim drogę v ξ k t k t k 1. Sumujemy te drogi. Powtarzamy tę procedurę dla coraz drobniejszych podziałów odcinka czasu 0, t (granica!)

Przykład Ile wynosi 1 I = x 2 0 dd? Zliczamy kratki 9 + 7 + 5. 5 + 4 + 3 + 2 + 1 + 0.5 32 32 0.01 = 0.32 Odp: I 0.32 0.5 1 2 3 4 5.5 7 9

Przykład Można wartość całki oszacować ściśle, licząc pełne kratki pod krzywą (24) i pełne kratki obejmujące krzywą (19+24). 0.24 I 0.43 24 19

Przykład W tym przykładzie: w każdej kolumnie są max. 3 zielone kwadraty. Kwadraty h h Kolumn jest 1/h Niepewność pomiaru = pole zielonych 3h2 h = 3h h 0 0 (!) 19 24

Podejście matematyczne 0 = x 0 x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x N 1 x N = 1 Dzielimy przedział [0,1] na N równych podprzedziałów x k 1, x k, k = 1,2,, N, gdzie x k = k, k = 0,1,, N N Długość każdego podprzedziału h = 1/N Wybieramy ξ k = x k (prawy kraniec podprzedziału x k 1, x k ) Tworzymy sumę N k=1 f ξ k Δx k

Podejście matematyczne N S(N) = f ξ k k=1 Δx k N = ξ k 2 h k=1 N S(N) = 1 N k=1 k N 2 1 = N N k2 3 k=1 = N N + 1 2N + 1 6N 3 N N + 1 2N + 1 lim S N = lim N N 6N 3 = 1 3 1 x 2 0 dx = 1 3

To samo z całki nieoznaczonej więc 1 x 2 0 x 2 dx = x3 3 + C dx = x3 3 1 x=0 = 13 3 03 3 = 1 3 czyli łatwiej i szybciej

Zalety całki Riemmana Można całkować funkcje trochę nieciągłe funkcja całka (±C)

Symbol Symbol całki,, to stylizowana litera S (Suma) N f ξ k k=1 Δx k b f x a dx

CAŁKI NIEWŁAŚCIWE

Przypadek 1: granica całkowania dąży do ± Całkę f(x) a dx rozumiemy jako lll b b f(x) dx a

Przypadek 1: granica całkowania dąży do ± Podobnie b f(x) dx rozumiemy jako lll a b f(x) dx a

Przykłady 1 x 2 1 dx = x 2 1 uproszczona notacja dx = x 1 1 = 1 + 1 1 = 1 e x2 0 dx = π 2 to nieco trudniej udowodnić e x2 dx = π dwa razy całka powyżej

Przypadek 2: wartość funkcji nie jest ograniczona Jeżeli f x ± dla x a, to całkę Rozumiemy jako b f(x) a lll c a b dx f(x) dx + c

Przykłady 1 1 2 x 0 dx = x 2 0 1 1 2 dx = x 1 2 0 1 = 1 0 = 1

Przykłady 1 x + 1 1 x + 1 3 dd = 2

METODY NUMERYCZNE

Jak to się robi naprawdę Całkowanie jest trudniejsze i bardziej żmudne od różniczkowania Poza najprostszymi całkami, większość z nich próbuje się rozwiązać metodami komputerowymi (poza matematyką czystą) Te metody dzieli się na algebraiczne (dające ścisły wynik) i numeryczne (dające wyniki przybliżone)

Metody algebraiczne Wolfram Alpha, Mathematica, Maxima, etc. Usiłują wyznaczyć całkę nieoznaczoną poprzez funkcje elementarne lub funkcje specjalne

Wolfram Alpha, wxmaxima (%i1) integrate(exp(-x), x, 0, inf); (%o2) 1

Metody numeryczne Opierają się na całce Riemanna (sumowanie plus ekstrapolacja) Octave 5 metod: quad (f, a, b) quadv (f, a, b) quadl (f, a, b) quadgk (f, a, b) quadcc (f, a, b)

Przykład 1 x 0 1 dd = 2 >> quad(@(x)(1/sqrt(x)), 0, 1) ans = 2.00000000000000 >> [q, ier, nfun, err] = quad(@(x)(1/sqrt(x)), 0, 1) q = 2.00000000000000 # wartość ier = 0 # 0 oznacza sukces nfun = 231 # liczba wywołań funkcji err = 5.77e-015 # oszacowanie błędu

Maxima (%i1) quad_qags(1/sqrt(x), x, 0, 1); (%o1) [1.999999999999998,5.77*10^-15,231,0] wynik błąd