字典翻译 问答 小学 数学 用matlab求定积分的上限b的值定积分l=∫(x^2+y^2+z^2)^(1/2)*xd(t)上限为b下限为0;其中z=-R2*sin(t);y=R2*cos(t);x=R2*cos(t)/a+(a^2+1)^(1/2)*cos(t)*sin(t)/(a*(R1^2-R2^2*cos(t)^2);已知l=10;R2=5;R1=10;a=1;积分下限为0;求上
问题标题:
用matlab求定积分的上限b的值定积分l=∫(x^2+y^2+z^2)^(1/2)*xd(t)上限为b下限为0;其中z=-R2*sin(t);y=R2*cos(t);x=R2*cos(t)/a+(a^2+1)^(1/2)*cos(t)*sin(t)/(a*(R1^2-R2^2*cos(t)^2);已知l=10;R2=5;R1=10;a=1;积分下限为0;求上
问题描述:

用matlab求定积分的上限b的值

定积分l=∫(x^2+y^2+z^2)^(1/2)*xd(t)上限为b下限为0;其中z=-R2*sin(t);y=R2*cos(t);x=R2*cos(t)/a+(a^2+1)^(1/2)*cos(t)*sin(t)/(a*(R1^2-R2^2*cos(t)^2);已知l=10;R2=5;R1=10;a=1;积分下限为0;求上限值.

龙真真回答:
  令f(t)=√(x^2+y^2+z^2)*x,易知f(t)是以2*π为周期的周期函数   再令变上限积分函数:F(x)=∫{0,x}f(t)dt,x≥0   可以证明F(x)是以2*π为周期的周期函数(见附录),F(x)图像如下图所示   因此,若F(b)=∫{0,b}f(t)dt=10且该方程有解,则在b≥0时有无穷多解   而对一个具体问题,若积分上限有范围,求出该范围内的解即可   若没有范围限制,求出一个周期内的所有解,再加上周期的整数倍即可   从上图可见,b在[0,1]与[2,3]均有一根,即一个周期内有两个实根   函数m文件(存为ni.m):   ----------------------------------------------------------------------------------------   functionI=ni(b)   %用辛普森公式求数值积分∫{0,b}f(t)dt   fori=1:length(b)   I(i)=quad(@integrand,0,b(i));   end   functionf=integrand(t)   %建立被积函数f(t)   a=1;   R1=10;   R2=5;   x=R2*cos(t)/a+sqrt(a^2+1)*cos(t).*sin(t)./(a*(R1^2-R2^2*cos(t).^2));   y=R2*cos(t);   z=-R2*sin(t);   f=sqrt(x.^2+y.^2+z.^2).*x;   ----------------------------------------------------------------------------------------   输入:   clear   fz=@(b)(ni(b)-10); %建立方程I=10   b1=fzero(fz,[0,1]) %有根区间取[0,1],以下类似   b2=fzero(fz,[2,3])   b3=fzero(fz,[6,7])   b4=fzero(fz,[9,10])   输出:   b1=0.288539440045146   b2=2.853053213392633   b3=6.571724770845351   b4=9.136238520186859   ----------------------------------------------------------------------------------------   可见b3≈b1+2*π,b2≈b4+2*π   附录 证明F(x)是以2*π为周期的周期函数   ∵∫{0,2*π}f(t)dt=∫{0,π}f(t)dt+∫{π,2*π}f(t)dt   =∫{0,π}[f(t)+f(-t)]dt 对第2个积分换元并整理得   =∫{0,π/2}[f(t)+f(-t)]dt+∫{π/2,π}[f(t)+f(-t)]dt   =∫{0,π/2}[f(t)+f(π-t)+f(-t)+f(t-π)]dt 对第2个积分换元并整理得   =0 由于f(t)+f(π-t)=0,f(-t)+f(t-π)=0   ∴F(x+2*π)=∫{0,x+2*π}f(t)dt   =∫{0,x}f(t)dt+∫{x,x+2*π}f(t)dt   =∫{0,x}f(t)dt+∫{0,2*π}f(t)dt 由于f(t)是以2*π为周期的周期函数   =∫{0,x}f(t)dt+0   =F(x)   即F(x)是以2*π为周期的周期函数
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