SciPy를 사용한 수치적 적분 방법

SciPy를 사용하여 수치적 적분을 수행하는 방법에 대한 단계별 튜토리얼을 제공합니다:

단계 1: 필요한 라이브러리 가져오기

먼저 필요한 라이브러리를 가져와야 합니다. 이 경우, 수치적 적분을 위해 scipy 라이브러리와 수학 연산을 위해 numpy 라이브러리가 필요합니다.

import numpy as np
from scipy import integrate

단계 2: 적분할 함수 정의하기

다음으로, 적분하고자 하는 함수를 정의해야 합니다. 예를 들어, f(x) = x^2 함수를 구간 [0, 1]에서 적분하고자 한다고 가정해 봅시다.

def f(x):
    return x**2

단계 3: 수치적 적분 수행하기

이제 scipy.integrate의 quad 함수를 사용하여 수치적 적분을 수행할 수 있습니다. quad 함수는 적분할 함수와 적분의 하한과 상한 값을 인수로 받습니다.

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

quad 함수는 두 개의 값, 적분 결과와 결과의 추정 오차를 반환합니다. 이 경우, result에는 구간 [0, 1]에서 f(x)의 정적분 값이 포함되고, error에는 결과의 추정 오차가 포함됩니다.

단계 4: 결과 출력하기

마지막으로, 적분 결과를 출력할 수 있습니다.

print("적분 결과는:", result)
print("추정 오차는:", error)

이것으로 SciPy를 사용하여 수치적 적분을 성공적으로 수행하였습니다. 전체 코드는 다음과 같습니다:

import numpy as np
from scipy import integrate

def f(x):
    return x**2

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

print("적분 결과는:", result)
print("추정 오차는:", error)

함수 f(x)와 적분 구간을 수정하여 다른 수치적 적분을 수행할 수 있습니다.