SciPyを使った数値積分の方法

以下に、SciPyを使用して数値積分を行う手順をステップバイステップで説明します。

ステップ1: 必要なライブラリのインポート

まず、必要なライブラリをインポートする必要があります。この場合、数値積分にはscipyライブラリ、数学演算にはnumpyライブラリが必要です。

import numpy as np
from scipy import integrate

ステップ2: 積分する関数の定義

次に、積分したい関数を定義する必要があります。例えば、関数f(x) = x^2を区間[0, 1]で積分したいとします。

def f(x):
    return x**2

ステップ3: 数値積分の実行

これで、scipy.integrateのquad関数を使用して数値積分を実行することができます。quad関数は、積分する関数と積分の下限と上限を引数として受け取ります。

result, error = integrate.quad(f, 0, 1)

quad関数は、積分の結果と推定されるエラーの値の2つの値を返します。この場合、resultには区間[0, 1]でのf(x)の定積分の値が格納されますし、errorには結果の誤差の推定値が格納されます。

ステップ4: 結果の表示

最後に、積分の結果を表示することができます。

print("積分の結果は:", result)
print("推定される誤差は:", error)

以上です！SciPyを使って数値積分を成功裏に行いました。完全なコードは以下の通りです:

import numpy as np
from scipy import integrate

def f(x):
    return x**2

result, error = integrate.quad(f, 0, 1)

print("積分の結果は:", result)
print("推定される誤差は:", error)

f(x)の関数や積分の範囲を変更することで、異なる数値積分を実行することができます。