解耦积分∫F( x + y) - f( x ) d是的= ∫F( x + y) d是的− ∫F( x ) d是的∫f(x+y)−f(x)dy=∫f(x+y)dy−∫f(x)dy在数值积分方案中?

计算科学 数值分析 一体化
2021-12-24 07:17:26

假设我想通过数值积分方案计算以下表达式:

I=xf(x+y)dyR(f(x+y)f(x))dy
对于一系列x-价值观xO对于一些OR,以及在哪里f(x)是一些函数,以便定义积分。

有一件事让我很困惑:

如果我们以“朴素”的代数方式处理该表达式,我们可以将后一个积分解耦并得到更简单的表达式

I=Rf(x)dyxf(x+y)dy
但很明显,
Rf(x)dy=f(x)Rdy=
所以解耦在数学上没有意义。但这是我的困惑:当你用数字解决这个问题时,一切都被离散化为总和,即I变成一个大和,从这个意义上说,是否解耦积分似乎并不重要。这是如何运作的?解耦会影响结果本身还是仅仅影响收敛速度?

1个回答

您在第一个表达式中的第二个积分I定义不明确,除非limy±f(x+y)=f(x)(必须使其收敛),并且第一个积分是不明确的,除非,这证明只有当所以这里绝对没有矛盾。limyf(x+y)=0f(x)=0

但是,如果,则的两个表达式都是未定义的。f(x)0I

一般来说,数值方法只能处理定义明确的数学问题。这只是您的表达式在数学上是否有意义的问题。

你也可以重写因为这就是你的两个表达式在它们存在时 等于它们的值,并注意独立于

I=0f(y)dy,
Ix

注意:原则上,有一种方法可以使用某种正则化过程以有意义的方式对发散积分进行正则化,但这不是这里要走的路,因为正则化的目的通常不是处理像\ int_R1dy