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xiaojixiong

金虫 (小有名气)

[求助] matlab如何计算分母带奇点,并且积分下限为奇点的积分? 已有4人参与

如题,小弟碰到一个积分表达式如下:

积分中,B>A且均为大于0的常数。该积分分母存在奇点A,并且积分区域的下端包含了该奇点,如何用matlab求。integral求出来的结果是错的,quadgk之类又报错:Warning: Infinite or Not-a-Number value encountered.
或者哪位大哥能用maple或mathmatick帮我求一下他的定值分表达式,看没有可能积出来,或者告诉我用留数定理之类的来求(自己学的全忘记了)。小弟先谢谢了。
matlab如何计算分母带奇点,并且积分下限为奇点的积分?
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wurongjun

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

引用回帖:
4楼: Originally posted by xiaojixiong at 2017-03-10 09:59:37
上面写错了。非常感谢信您的回复。那您的意思是说,这个积分等于limit(f,y,B)-limit(f,y,A)=limit(f,y,B)么?...

是的!
不过,没有解析表达式!
你看那个结果里面有特函!
如果是写程序,那个可以给数值解!
善恶到头终有报,人间正道是沧桑.
7楼2017-03-10 15:46:15
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普通回帖

wurongjun

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xiaojixiong: 金币+5, ★★★很有帮助 2017-03-10 09:57:02
>> syms y A B
>> f=int(y/((y^2+1)*(y-A))^(1/2))

f =

2*(-i-A)*((y-A)/(-i-A))^(1/2)*((y-i)/(A-i))^(1/2)*((y+i)/(A+i))^(1/2)/(y^3-y^2*A+y-A)^(1/2)*((A-i)*EllipticE(((y-A)/(-i-A))^(1/2),((A+i)/(A-i))^(1/2))+i*EllipticF(((y-A)/(-i-A))^(1/2),((A+i)/(A-i))^(1/2)))

>> limit(f,y,A)

ans =

0

>> limit(f,y,B)

ans =

-2*(A+i)*((-B+A)/(A+i))^(1/2)*((B-i)/(A-i))^(1/2)*((B+i)/(A+i))^(1/2)*(EllipticE(((-B+A)/(A+i))^(1/2),((A+i)/(A-i))^(1/2))*A-i*EllipticE(((-B+A)/(A+i))^(1/2),((A+i)/(A-i))^(1/2))+i*EllipticF(((-B+A)/(A+i))^(1/2),((A+i)/(A-i))^(1/2)))/(B^3-A+B-A*B^2)^(1/2)
善恶到头终有报,人间正道是沧桑.
2楼2017-03-09 17:18:06
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xiaojixiong

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by wurongjun at 2017-03-09 17:18:06
>> syms y A B
>> f=int(y/((y^2+1)*(y-A))^(1/2))

f =

2*(-i-A)*((y-A)/(-i-A))^(1/2)*((y-i)/(A-i))^(1/2)*((y+i)/(A+i))^(1/2)/(y^3-y^2*A+y-A)^(1/2)*((A-i)*EllipticE(((y-A)/(-i-A))^(1 ...

非常感谢信您的回复。那您的意思是说,这个积分等于limit(f,y,B)-limit(f,y,B)=limit(f,y,B)么?
3楼2017-03-10 09:58:15
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xiaojixiong

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by wurongjun at 2017-03-09 17:18:06
>> syms y A B
>> f=int(y/((y^2+1)*(y-A))^(1/2))

f =

2*(-i-A)*((y-A)/(-i-A))^(1/2)*((y-i)/(A-i))^(1/2)*((y+i)/(A+i))^(1/2)/(y^3-y^2*A+y-A)^(1/2)*((A-i)*EllipticE(((y-A)/(-i-A))^(1 ...

上面写错了。非常感谢信您的回复。那您的意思是说,这个积分等于limit(f,y,B)-limit(f,y,A)=limit(f,y,B)么?
4楼2017-03-10 09:59:37
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cooooldog

铁杆木虫 (著名写手)

ส็็็

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
引用回帖:
4楼: Originally posted by xiaojixiong at 2017-03-10 09:59:37
上面写错了。非常感谢信您的回复。那您的意思是说,这个积分等于limit(f,y,B)-limit(f,y,A)=limit(f,y,B)么?...

你这积分存在性都是问题

先看基础的高数教材去
ส็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็
5楼2017-03-10 10:45:31
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xiaojixiong

金虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by cooooldog at 2017-03-10 10:45:31
你这积分存在性都是问题

先看基础的高数教材去...

这个积分应该是可以积的。我在文献上面看到的,但别人是用数值的结果求出来的。虽然我在国外的一本书上找到了这个不定积分表达式的解析表达式,但是好像计算的结果不对。我把相关文献贴上来给您看看,麻烦您指点指点。学生在此先谢过了。
这个积分出现在我上传的文献:Consistent solution for space-charge-limited current in the relativistic regime for monoenergetic initial velocities的第二页的左栏最下,式(10)和第三页的式(12)。然后我上传的这本书,也就是这篇文献的所引用的参考文献24,[W. Grobner and N. Hofreiter, Integraltafel-Unbestimmte Integrale
Springer-Verlag, Vienna, 1949, No. 243.8.]。在这本书的79页,给出了这个不定积分的表达式。只需零n=0,s=1,a0=1;即可。

所以这个积分存在应该还是存在的。但本书中给出的这个解析表达式,我算出来和这个文献的结果好像对不上。是不对的。
您帮我看看,他这个有没有问题,或者能不能解析求解。先谢谢了。

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6楼2017-03-10 12:37:35
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
先用分步积分和求极限的方式去掉分母,然后再用Matlab计算。
8楼2017-03-10 19:13:44
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Mr__Right

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
引用回帖:
6楼: Originally posted by xiaojixiong at 2017-03-10 12:37:35
这个积分应该是可以积的。我在文献上面看到的,但别人是用数值的结果求出来的。虽然我在国外的一本书上找到了这个不定积分表达式的解析表达式,但是好像计算的结果不对。我把相关文献贴上来给您看看,麻烦您指点指 ...

解析解的存在有两种情形

1. 定积分本身解收敛到有限值;
2. 定积分的结果能表示成初等函数形式。

缺一不可

而数值解,则:
http://blog.csdn.net/stereohomology/article/details/52267981
不像通常想象的那么容易,随便套用现成的函数就行
文章乃身外之物,要多考虑编辑、审稿人和读者的感受。
9楼2017-03-11 17:29:48
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xiaojixiong

金虫 (小有名气)

引用回帖:
9楼: Originally posted by Mr__Right at 2017-03-11 17:29:48
解析解的存在有两种情形

1. 定积分本身解收敛到有限值;
2. 定积分的结果能表示成初等函数形式。

缺一不可

而数值解,则:
http://blog.csdn.net/stereohomology/article/details/52267981
不像通常想 ...

确实,通过我要计算的积分,我就明确感觉到,真的不能简单套用matlab里面一些数值积分函数。这样虽然matlab也会给你一个结果,但很可能这个结果是不正确的。用int等其他几个函数计算出来的结果,和已有的特例A=0的解析解,一对比,是不相等的。然后,我从物理上也验证了用int等其他几个函数计算出来的结果是不可信的。这个积分其实是描述一个有一定初速度射入一个电压为U的二极管间隙,二极管阴极电压为零,阳极电压为U,间距为常数时,在这个情况下,这个二极管所能通过的最大电流,亦即空间电荷限制电流。而特例,则是入射初速为零的情况。然而当二极管电压趋近于无穷时,初速度的效应将可忽略,此时,这两种情况下的空间电荷限制电流将是无限接近的。然而,画出来的曲线则是,int所解出来解明显大于特例的解。这是不符合物理的。数学确实功底不行,只好查文献。在原文的参考文献上,不过还是找到了蛛丝马迹,按这个方法可以比较容易的解决了。

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10楼2017-03-12 14:57:20
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