决定把例题用程序都完成一遍。从最基本的开始:语言选择用python,vex,Houdini作图

<1>

a,求球的体积.半径为4,中心点为0,左断点为-4,右断点为4

import math
radius = 4.000
diameter = radius *2
# sphere r=4 R=8
# this spere is y=sqrt(16-x*x)
# per cylinder volume is PI*r*r*dtx
def sphere_function(xpos,dtx):return math.sqrt(16.00-xpos*xpos) * math.sqrt(16.00-xpos*xpos)*dtx# @n is the is this sphere that will split to n piece along xpos
# if sphere r=4, slice is 8, dtx= R/8 = 1
def calculateVolume(n):v = 0dtx = diameter/nfor j in range(0,n,1):xp = j*(diameter/n) - radius   #if sphere radius is 4,left plot is -4 ,right plot is 4v += sphere_function(xp,dtx)return v# sphere volume use base function : 3/4 * PI * (R*R*R)
def ruleCacluateVolume(r):return 4/3.000 * r*r*rif __name__ == "__main__":#split a sphere to 20 cylinderprint "use 4   slice :"  ,calculateVolume(4)print "use 8   slice :"  ,calculateVolume(8)print "use 20  slice :"  ,calculateVolume(20)print "use 120 slice :"  ,calculateVolume(120)print "use 200 slice :"  ,calculateVolume(200)

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python volume.py

use 4   slice : 80.0
use 8   slice : 84.0
use 20  slice : 85.12
use 120 slice : 85.3274074074
use 200 slice : 85.3312
use sphere volume function : 85.3333333333

可以看到和标准体积的球体不差多少。200个切片就很精确了 几乎一样

 b,半球体积:

<2>求类似火箭头的曲线体积:

import math#
# curve function is y=sqrt(x)
# x range->0-5
#

maxRange = 5.0def clinder_volume(xpos,dtx):return math.sqrt(xpos*xpos) * dtxdef curve_volume(n):v = 0.0dtx = maxRange/nfor x in range(0,n,1):xpos = x*(maxRange/n)v += clinder_volume(xpos,dtx)return vif __name__ == "__main__":print curve_volume(15)

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<3> 求a和b为什么值,积分的值最大

<4> 梯形法求积分,simpson法求积分

# Trapezoidal
# S = 1/2(y0+ 2y1 + 2y2 + 2y3+...+ 2yn-1 + yn)def Trapezoidal(down,up,n,func):if up==down:return 0.0h = float(up-down) / float(n)start = func(down)end = func(up)process = 0.0for dt in xrange(0,n+1,1):if dt == 0 or dt == n:continueprocess += 2 * func(down + dt * h)sum =  (start + end + process) * (h/2.0)return sum# Simpson
# S = h/3(y0 + 4y1 + 2y2 + 4y3 + 2y4 + ... + 2yn-1 + yn)
# func is f(x)
def Simpson(down,up,n,func):if up==down:return 0.0h = float(up-down) / float(n)start = func(down)end = func(up)process = 0.0for dt in xrange(0,n+1,1):if dt == 0 or dt == n:continue# select the 1 3 5 7 9... indexif dt%2 == 1:process += 4 * func(down + dt * h)# select the 2 4 6 8 10... indexif dt%2 == 0:process += 2 * func(down + dt * h)sum =  (start + end + process) * (h/3.0)return sumif __name__ == "__main__":# part1# fx = 5x^4 [0,2]  n=4func = lambda x:5*x*x*x*xT = Simpson(0,2,4,func)print T# part2# fx = x [1,2] n=4func2 = lambda x:xT2 = Simpson(1,2,4,func2)print T2# part3# fx = x*xfunc3 = lambda x:x*xT3 = Trapezoidal(1,2,4,func3)print T3func4 = lambda x:x*x + 1T_T4 = Trapezoidal(-1,1,4,func4)S_T4 = Simpson(-1,1,4,func4)print T_T4,S_T4

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<4> 复习黎曼和 和 定积分关系

5,求椎体体积:

Houdini求出-55

fx = x^2;

则积分为x^3 / 3

上限为y最大值

下限为y最小值

float ptsx[];
float ptsy[];
float ptsz[];
int npt = npoints(0);
resize(ptsx,npt);
resize(ptsy,npt);
resize(ptsz,npt);for(int i=0;i<npt;i++)
{vector pos = point(0,"P",i);ptsx[i] = pos.x;ptsy[i] = pos.y;ptsz[i] = pos.z;
}float maxy = max(ptsy);
float miny = min(ptsy);printf("%f,%f\n",miny,maxy);float dttop = pow(maxy,3)  /  3.0;
float dtbottom = pow(miny,3) / 3.0;float volume = dttop - dtbottom; adddetailattrib(geoself(),"cvolume",volume);

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6,一个立方体x=0 和 x=4 出垂直于x轴的两个平面之间,在0<= X <= 4 垂直于x横截面都是正方形,并且他们对角线都是从抛物线y = -sqrt(x) 和 y = sqrt(x)。

如图:

对角线长度则为2sqrt(x)

对角线一半为d = sqrt(x)

要求变长 h , 已知sina = d / h , 因为a = 45,所以 h =( 2sqrt(x) ) / sqrt(2)

A(x) = h^2  = 2x

求积分2x        0 <=x <= 4

F(x) = x^2

F(4) - F(0) = 16

7,x = sqrt(5) y^2 的曲线(0<y<2),从曲线Y到这条曲线形成的立体,由圆盘组成。

求这个形体体积.

8,

区域有y = x ^2  + 1,y = x+3围成的面积 沿着X轴向旋转,求旋转体体积,。

两线交点:-1 , 2

PI * R(x) ^2 - PI * r(x)^2 的积分.

PI(x+3)^2 - PI(x^2+1)^2 = PI[  (x+3)^2 -  (x^2+1)^2  ]

-1<x<2

求积分.

9,y=0与y=5 之间的y = x^2 / 2

a,图像绕Y旋转一周所形成的碗状体积。

b,并且求如果每秒3立方单位的常数速率往碗里灌水,当水深为4个单位时,水面上升的速率。

旋转法求体积,因为绕Y旋转,所以半径是x = sqrt(2y)

面积:PI * r^2 = 2 *PI *y

求积分0,5 区间 , 2*pi*y dy 的积分 是25PI

v(h) = | A(h) dh

则dv/dh = A(h) = 2 * PI * y

dv/dt = (dv/dh) * (dh/dt)

dh/dt 则是我们的速率。 dh/dt = (dv/dt) * (1 / 2*PI*y )

则速率:dh/dt = 3 * (   1  /    2*PI*4 )

5章 5.2 7题

y=x, y=-x/2 , x=2  求两条曲线 和给定的范围 ,沿着Y旋转的体积。(圆柱薄壳法)

圆柱薄壳法:

微分:根据二阶导y''和一阶导y'大概画函数图像。

<1>

x<2                 y'<0 ,y'' <0
2           y=1     y'=0 ,y''<0
2<x<4               y'>0 ,y''<0
4           y=4
4<x<6               y'>9,y''<0
6           y=7
x>6                 y'<0.y''<0

。。

转载于:https://www.cnblogs.com/gearslogy/p/6831501.html

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