Integrály

"Derivovat je jako vytlačovat pastu z tuby, integrovat je proces přesně opačný". Asi není potřebné připomínat, že výpočet integrálu je mnohem náročnější a není tedy žádný problém vymyslet si integrál, který spočítat nepůjde, tedy hovoříme-li o integrálech neurčitých. Těmi začneme.

> Int((sin(x))^2,x)=int((sin(x))^2,x);

Int(sin(x)^2,x) = -1/2*cos(x)*sin(x)+1/2*x

> simplify(diff(rhs(%),x)); # kontrola výsledku

1-cos(x)^2

Pro illustraci ještě jeden mírně složitější příklad.

> int(1/(x^3-1),x);
diff(%,x);
normal(%, expanded);

1/3*ln(x-1)-1/6*ln(x^2+x+1)-1/3*sqrt(3)*arctan(1/3*...

1/3*1/(x-1)-1/6*(2*x+1)/(x^2+x+1)-2/3*1/(1+1/3*(2*x...

1/(x^3-1)

Určité integrály, lze počítat buď symbolicky pomocí Int a následného "vyčíslení" funkcí value. Pokud MAPLE nenalezne řešení, nezbývá, než použít k výpočtu numerické integrování.

> Int(1/(x^3-1),x=2..3): %=value(%); # takto dostaneme přesnou hodnotu integrálu
evalf(rhs(%)); # vyčíslení (rhs značí pravou stranu rovnice)

Int(1/(x^3-1),x = 2 .. 3) = 1/3*ln(2)-1/6*ln(13)-1/...

.753893511e-1

> Int(1/(x^3-1),x=0..1): %=value(%); # zde je výsledek je evidentní

Int(1/(x^3-1),x = 0 .. 1) = -infinity

> Int(sin(x)/x,x=0..1): %=value(%);
evalf(rhs(%));

Int(sin(x)/x,x = 0 .. 1) = Si(1)

.9460830704

Toto byl případ neřešitelného integraálu. V našem případě se jednalo o velmi známý sinový integrál, pro něhož má MAPLE speciální značení. Tím se dostáváme k integrálům počítaným mumericky.

> Int(exp(sin(x)),x=1..5): %=value(%); # nelze vypočítat symbolicky

Int(exp(sin(x)),x = 1 .. 5) = int(exp(sin(x)),x = 1...

> evalf(Int(exp(sin(x)),x=1..5)); # numerický výpočet integrálu
evalf(int(exp(sin(x)),x=1..5)); # v tomto případě ekvivalentní zápis výše uvedenému, viz řady

5.557249645

5.557249645

Do této kapitoly patří i derivivání a integrování nespojitých funkcí, které však bylo ukázáno v sekci výrazy a funkc, kde jsme se zabývali jejich definováním.