積分計算のヒントを下さい
- 積分計算のヒントを教えてください。具体的には、以下の式をxとyで積分したいのですが、上手く計算ができずに困っています。
- 式は三角関数等でコンパクトにまとめられれば良いと考えていますが、初期段階で詰まっています。
- ヒントだけでも十分ですので、アドバイスをお願いします。
- ベストアンサー
積分計算のヒントを下さい
突然ですが、以下の式をxとyで積分したいのですが、 上手く計算ができずに滞っています。 ...............N-1 M-1.........................x-nd...............y-md g(x,y) = Σ Σ exp{i・A・rect(-----)・rect(-----)} ...............n=0 m=0..........................a...................b N,M,n,m,d,a,b,A:整数 .......は位置合わせのために入れてます。 最終的に三角関数等である程度コンパクトにまとめられれば と考えていたのですが、かなり初期段階から詰まっています。 ヒントだけでも十分ですのでアドバイスお願いします。
- begginer
- お礼率94% (84/89)
- 数学・算数
- 回答数3
- ありがとう数3
- みんなの回答 (3)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
>(S-r)がプラスされているのが良く分かりません。 Σの中の各項 exp{ i * A * rect[(x-nd)/a] * rect[(y-md)/b] } にて、rect[(x-nd)/a] * rect[(y-md)/b] は 0, 1 のいずれかですね。 1 ならば、その項は exp ( i * A ) 0 ならば、その項は 1 なのです。 (実ははじめ 0 の場合を見逃していたので、あわてて訂正することになり、お騒がせでした)
その他の回答 (2)
#1 です。 rect() は OK だったようですが、そのあとがいけません。 抜けてますので、一応訂正だけ。 ----- 与えられた{x, y}に対し、 |x-nd|≦|a|/2 |y-md|≦|b|/2 の双方を満たす m, n の個数 p, q を調べ、M*N=S, p*q = r として、 g(x,y) = (S-r)+r*exp(i*A) = (S-r)+r*cos(A)+i*r*sin(A) になりそうな気配..... -----
お礼
またまたありがとうございます。 しかし、(S-r)がプラスされているのが良く分かりません。 ほんとに数学ができないので、申し訳ありませんがこちらの 説明をいただけませんでしょうか。 よろしくお願いします。
g(x,y) = ΣΣ exp{i*A*rect[(x-nd)/a]*rect[(y-md)/b]} まず確認から。 rect(t) = 1 ; |t|≦1/2 = 0 ; それ以外 でよろしいのでしょうか ? (OK だとすると、与えられた{x, y}に対し、 |x-nd|≦|a|/2 |y-md|≦|b|/2 の双方を満たす m, n の個数 p, q を調べ、p*q = r として、 g(x,y) = r*exp(i*A) になりそうな気配ですが..... )
お礼
た、確かにその通りですね。 だいぶ数学から離れていたせいもありますが、 本質を理解してませんでした。 大変助かりました。ありがとうございます。
関連するQ&A
- 積分の計算がわかりません
y=∫d/dx { exp(-x^2/a^2) } dx (積分範囲は-∞~∞) この場合ってどのようにすればいいんでしょうか。 ガウス積分の公式を用いて答えを導きだしたいのですが、上手くいきません。 部分積分を使うんでしょうか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- x^n (1/xを含む)の微積分の求め方
x^n(1/xを含む)の微積分の求め方で、1/xだけexpを使って積分しこれだけlog(x)となりますが、共通的にならないか・・・ということで、すべてexpで置換たらいいのではということで考えました。おおむね下記のような考えで丈夫でしょうか? 頭のリフレッシュということで30年ぶりに数学を再勉強中です。よろしくおねがいします。 A) x^n積分 x^n=exp(k) と置換 x=exp(k/n), k=log(x^n)=nlog(x) なので ∫1/x^n dx = ∫(1/exp(k)) dexp (k/n)/dk dk = ∫exp(-k)exp(k/n)/n dk = ∫exp(k(1-n)/n)/n dk ここで n=1 の場合は ∫(log(1),log(x)) exp(0)/n dk = ∫(0,log(x)) dk = log(x) ∫1/x dx = log(x) n=1 以外の場合は = (1/(1-n)) exp(k(1-n)/n) = (1/(1-n))exp((1-n)log(x)) = -(1/(n-1)) exp(-(n-1)log(x)) = -(1/(n-1)) exp(-log(x^(n-1))) ∫1/x^n dx = -(1/(n-1)) (1/x^(n-1)) n=-nと置換えると ∫x^n dx = (1/ (n+1)) x^(n+1) B) 微分も同じように x^n=exp(k) と置換 x=exp(k/n), k=log(x^n)=nlog(x) なので dx^n/dx = dexp(k) /dx = (dexp(k) /dk)(dk/dx) = exp(k) dlog(x^n)/dx = exp(k) n dlog(x)/dx = exp(k) n (1/x) x^n=exp(k) なので = n x^n /x^-1 = nx^(n-1)
- ベストアンサー
- 数学・算数
- モンテカルロ法を用いた積分計算のプログラミング
今、指数関数の積分をモンテカルロ法を用いてMatlab上で計算しようとしています。 途中までプログラムを組みましたが、間違っている個所があるようなのです。 rand()の使い方が間違っているのでしょうか? また、rand()は一様分布に従う疑似乱数を返すという解釈で合ってますでしょうか? プログラム上にあるX2がとる値の大きさと、randのとる値の大きさは?と聞かれたのですが、 どのように答えていいか分りません。。。 下にプログラムを載せました。 よろしくお願いいたします。 N = 10000; %the number of calculation a =0; %begin of interval b =1; %end of interval c = exp(b); %constant of max f =0; for n = 1:N; X1 = a +rand()*(b-a); %Generate values from the uniform distribution on the interval [a, b] X2 = a + rand()*(1-0); if (c * X2 ) < (exp(X1)) f = f +1; %count the number of point in the area end end y = f*c*(b-a) / N % f/N:ratio of points, c*(b-a):area of integral Int = exp(b) - exp(a) err = abs(Int - y)
- ベストアンサー
- その他(プログラミング・開発)
- 重積分・積分について
重積分・積分の問題です。 1 ∫[0,2π]cosmxcosnxdx (m,n∈Z) まず和積公式を使って cosmxcosnx=1/2{cos(m+n)x+cos(m-n)x}とし、 0→2πで積分して 1/2[1/m+n*sin(m+n)x+1/m-n*sin(m-n)x][0→2π] ここまでは解けるのですがここから解くことが出来ませんでした。 積分区間が0のときはsin0=0ですので考えないとしたんですが、 2πの時にするであろう場合分けが思いつきません。 ここから回答をお願い出来ないでしょうか。 また自分の回答に自信があまり無いので 以下の問題の答えを教えていただけないでしょうか。 2 d/dx(arcsinx)^2 =2arcsinx/(√1-x^2) 3 ∫∫∫D dxdydz/{√1-(x^2+y^2+z^2)} (D={(x,y,z)∈R^3|x^2+y^2+z^2≦1}) 被積分関数は1/{√1-(x^2+y^2+z^2)}より x^2+y^2+z^2=1上の点が特異点の広義積分である。 ここでDa:x^2+y^2+z^2≦a^2とおく。ただしa>0とする。 極座標(r,θ,ψ)を定める。 x=rsinθcosψ y=rsinθsinψ z=rcosθ とおくと Daは Ea:0≦r≦a, 0≦θ≦π,0≦ψ≦2πにうつる。 またヤコビアンはr^2sinθである。 計算は省略します。 積分すると4πa^5/5となり、 lim [a→1-0]として 答えは4π/5 でしょうか。 文章読みにくくてごめんなさい。 回答お願いします
- 締切済み
- 数学・算数
- x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて
x^2+y^2=n×pを満たす整数x,y,nが存在する奇素数pについて、 a^2+b^2=m×p^2を満たすa,b,mは必ず存在するでしょうか? 換言しますと、奇素数pについて 「x^2+y^2=n×pとなる整数の組x,y,nが存在する」と 「a^2+b^2=m×p^2となる整数の組a,b,mが存在する」は同値でしょうか? 19くらいまでは調べたのですが、普遍的かちょっとわからなくて…
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 計算式の全微分について
はじめまして。全微分の問題で式の扱いに困ってしまったものがありまして、お力貸していただければと思い質問させていただきました>< Z=X^n exp(y^m)を全微分!という問題なのですが、途中まで考えてはみたものの。。 dZ=n X^n-1 dexp(y^m) + *** dX^n んーexp(y^m)を微分するとどうなるのか(***の部分) 表記しづらい計算式で申し訳ないのですが、expの扱いがどうもひっかかってます。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
お礼
お礼が非常に遅くなり、申し訳ありませんでした。 なるほどと思うと同時に、やっぱり自分の数学のできの悪さにへこみました。 大変参考になりましたし、また数学を勉強しようと思うきっかけもつかめました。 お付き合いくださいまして、本当にありがとうございました。 また何かの折にはよろしくお願いいたします。