什么是牛顿莱布尼兹公式，为何被称为微积分的基石？用python实现 _生活知道

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一、什么是牛顿莱布尼兹公式
牛顿-莱布尼兹公式也被称为牛莱公式，它是微积分学中一个非常重要的公式，用于计算一个区间内函数的定积分。
具体而言，牛顿-莱布尼兹公式描述了定积分与不定积分之间的关系，即一个函数f(x)在一个区间[a, b]内的定积分可以通过该函数的原函数F(x)在区间端点a和b处的值的差来计算，用公式表示如下：
∫a^b f(x)dx = F(b) – F(a)
在实际应用中，牛顿-莱布尼兹公式广泛应用于计算曲线下面积、质心位置、求解微分方程、物理学中瞬时速度、加速度、力、功、功率等问题，统计学中的概率密度函数也是用定积分来计算的。
总之，牛顿-莱布尼兹公式在数学和应用领域都具有重要的作用。
二、用python如何实现
【什么是牛顿莱布尼兹公式，为何被称为微积分的基石？用python实现】在Python中，可以使用第三方库SymPy来进行符号计算，其中包含了牛顿-莱布尼兹公式的函数。
下面给出几个牛顿-莱布尼兹公式的应用示例：

计算函数sin(x)在区间[0, pi]内的定积分

from sympy import *x = symbols('x')f = sin(x)F = integrate(f, x)result = F.subs(x, pi) - F.subs(x, 0)print(result)输出结果为：2

计算函数x^3 + 2x^2 -5x在区间[-2, 1]内的定积分

from sympy import *x = symbols('x')f = x**3 + 2*x**2 - 5*xF = integrate(f, x)result = F.subs(x, 1) - F.subs(x, -2)print(result)

输出结果为：-23/4

计算椭圆的面积

from sympy import *x, y = symbols('x y')f = sqrt(1-x**2/a**2)F = integrate(f, (x, -a, a))result = 4*Fprint(result)其中， a为椭圆的长轴长度，输出结果为：pi*a**2

计算函数的数值积分

from scipy.integrate import quadimport numpy as npdef f(x):return np.exp(-x**2/2) / np.sqrt(2*np.pi)result, _ = quad(f, -np.inf, np.inf)print(result)

其中，quad()函数用于计算数值积分。上述代码中的函数f(x)是高斯分布的概率密度函数，用quad()函数计算在整个实数轴上的面积，输出结果为：1.0（近似于1，因为在实际计算过程中进行了数值近似）。

什么是牛顿莱布尼兹公式，为何被称为微积分的基石？用python实现

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