插值函数卷积的数值积分

时间:2018-01-25 13:22:34

标签: python-3.x integration interpolation numerical-integration cubic-spline

我有x和y数据点数组,我用它来创建插值函数func_spline,如下所示。

 import numpy
 from numpy import loadtxt
 from scipy.interpolate import *
 x_given = numpy.arange(1,21400,21400/25000)
 y_given  = loadtxt("Yvalues.txt", comments="#", delimiter=",", unpack=False)

 func_spline = interp1d(x_given,y_given, kind='cubic')
 y_is = func_spline(x_given)

 def alphasinterp(ktsq):
 return func_spline(ktsq)

 import sympy as sp
 import scipy.integrate.quadrature as sciquad

 result = sciquad(alphasinterp,0,21400)
 print(result)

代码成功完成了集成,但是我想修改代码以允许集成表单

   result = sciquad(alphasinterp*f1,0,21400)

其中f1是任何函数(ktsq的函数和其他不参与集成的变量),我在集成中与alphasinterp卷积。例如,对于特定的f1,我获得了错误

TypeError: unsupported operand type(s) for *: 'function' and 'FunctionClass'

如何解决? 谢谢! (从代码中可以看出,y数组包含大约21000个点,因此我的数据的复制和粘贴可能不允许或不可取。我很乐意上传文本文件' Yvalues.txt'包含数据,但我还没有看到这样做的方法)

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

您必须将这两个函数的乘积定义为可在集成中使用的另一个函数。所以在你的代码中它看起来像:

def alphasinterp(ktsq):
    return func_spline(ktsq)

def f1(ktsq, a1, a2):
    return a1*ktsq+a2# some value

def f_product(ktsq, a1, a2):
    return alphasinterp(ktsq)*f1(ktsq, a1, a2)

def integrated_f(a1, a2):
    return sciquad(f_product,0,21400, args=(a1, a2))

a1=5.0 # just some numbers
a2=3.2
result = integrated_f(a1, a2)

如果你想计算卷积,你必须更进一步。用(f * g)(x)= \ int f(t)g(x-t)dt就像是

def conv_without_int(t, x):
    return alphasinterp(t)*f1(x-t)
def convolution(x):
    return sciquad(conv_without_int,0,21400, args=(x))

您可以使用lambda表示法缩短它