UTILS.
۱۰۰٪ در مرورگر

ماشین‌حساب انتگرال معین

ارزیابی عددی انتگرال معین f(x) از a تا b با قاعده سیمپسون مرکب، و به‌دست آوردن پادمشتق دقیق برای چندجمله‌ای‌ها.

f(x) و حدها را وارد کنید. کران‌ها اعداد، pi، e یا inf / -inf را می‌پذیرند.

درباره این ابزار

ماشین‌حساب انتگرال معین یک ابزار رایگان و درون‌مرورگری حساب دیفرانسیل است که مساحت علامت‌دار زیر یک منحنی را محاسبه می‌کند — انتگرال معین f(x) از حد پایین a تا حد بالای b. این ابزار از قاعده سیمپسون مرکب استفاده می‌کند، یک روش عددی با دقت بالا که سهمی‌ها را روی جفت‌های زیربازه برازش می‌دهد: با h = (b − a)/n مقدار (h/3)·[f(x₀) + f(xₙ) + 4·Σf(odd) + 2·Σf(even)] را ارزیابی می‌کند. تعداد زیربخش‌ها n (پیش‌فرض 1000، که زوج نگه داشته می‌شود) برای دقت بیشتر قابل تنظیم است.

همه محاسبات به‌صورت محلی در مرورگر شما انجام می‌شود، بنابراین هیچ‌چیزی که وارد می‌کنید به جایی ارسال نمی‌شود. می‌توانید تابع زیرانتگرال را با +، −، *، / و ^، پرانتزها، ثابت‌های pi و e و توابعی مانند sin, cos, exp, ln و sqrt تایپ کنید. کران‌ها اعداد ساده یا عبارت‌های کوچک مانند pi یا 2*e را می‌پذیرند، و می‌توانید inf یا -inf را برای انتگرال‌های ناسره وارد کنید که ابزار آنها را با برش در یک حد متناهی بزرگ و اشاره به تقریب مدیریت می‌کند.

هنگامی که تابع زیرانتگرال یک چندجمله‌ای باشد (مجموع جملاتی مانند c·xᵏ)، ماشین‌حساب همچنین یک پادمشتق نمادین دقیق F(x) استخراج می‌کند و پاسخ عددی را با F(b) − F(a) از طریق قضیه اساسی حساب دیفرانسیل بررسی متقابل می‌کند. برای مثال، انتگرال x² از 0 تا 1 دقیقاً 1/3 ≈ 0.3333333 است که با تخمین سیمپسون و پادمشتق x³/3 مطابقت دارد.

پرسش‌های پرتکرار

چه روشی استفاده می‌کند؟
قاعده سیمپسون مرکب با تعداد زوج زیربازه n. این ابزار f را در n+1 نقطه با فاصله مساوی نمونه‌برداری می‌کند و آنها را با وزن‌های 1, 4, 2, 4, …, 4, 1 وزن‌دهی می‌کند، که دقت مرتبه چهارم می‌دهد — بسیار بهتر از یک مجموع ریمانی ساده برای همان تعداد نقطه.
آیا می‌تواند انتگرال‌های ناسره تا بی‌نهایت را انجام دهد؟
به‌طور جزئی. inf یا -inf را به‌عنوان کران وارد کنید و ابزار ناحیه را در یک حد متناهی بزرگ برش می‌دهد و نتیجه را به‌عنوان تقریب علامت‌گذاری می‌کند. این برای توابع زیرانتگرالی که به‌سرعت میرا می‌شوند (مانند e^(-x)) خوب کار می‌کند اما برای موارد کندمیرا ممکن است نادقیق باشد.
آیا پاسخ دقیق می‌دهد؟
برای توابع زیرانتگرال چندجمله‌ای، یک پادمشتق نمادین استخراج می‌کند و مقدار دقیق F(b) − F(a) را در کنار تخمین عددی گزارش می‌دهد. برای سایر توابع فقط تخمین سیمپسون با دقت بالا نشان داده می‌شود، زیرا ممکن است یک پادمشتق فرم‌بسته وجود نداشته باشد.
انتگرال x² از 0 تا 1 چقدر است؟
دقیقاً 1/3 ≈ 0.3333333. پادمشتق x³/3 است، بنابراین F(1) − F(0) = 1/3 − 0 = 1/3 که با مقدار قاعده سیمپسون که ماشین‌حساب برمی‌گرداند مطابقت دارد.

ابزارهای بیشتر