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integrate/testquad: add package with test integrals with known values
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106
integrate/testquad/testquad.go
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106
integrate/testquad/testquad.go
Normal file
@@ -0,0 +1,106 @@
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// Copyright ©2019 The Gonum Authors. All rights reserved.
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// Use of this source code is governed by a BSD-style
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// license that can be found in the LICENSE file.
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// Package testquad provides integrals for testing quadrature algorithms.
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package testquad
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import (
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"fmt"
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"math"
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)
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// Integral is a definite integral
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// ∫_a^b f(x)dx
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// with a known value.
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type Integral struct {
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Name string
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A, B float64 // Integration limits
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F func(float64) float64 // Integrand
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Value float64
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}
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// Constant returns the integral of a constant function
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// ∫_{-1}^2 alpha dx
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func Constant(alpha float64) Integral {
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return Integral{
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Name: fmt.Sprintf("∫_{-1}^{2} %vdx", alpha),
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A: -1,
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B: 2,
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F: func(float64) float64 {
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return alpha
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},
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Value: 3 * alpha,
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}
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}
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// Poly returns the integral of a polynomial
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// ∫_{-1}^2 x^degree dx
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func Poly(degree int) Integral {
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d := float64(degree)
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return Integral{
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Name: fmt.Sprintf("∫_{-1}^{2} x^%vdx", degree),
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A: -1,
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B: 2,
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F: func(x float64) float64 {
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return math.Pow(x, d)
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},
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Value: (math.Pow(2, d+1) - math.Pow(-1, d+1)) / (d + 1),
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}
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}
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// Sin returns the integral
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// ∫_0^1 sin(x)dx
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func Sin() Integral {
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return Integral{
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Name: "∫_0^1 sin(x)dx",
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A: 0,
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B: 1,
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F: func(x float64) float64 {
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return math.Sin(x)
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},
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Value: 1 - math.Cos(1),
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}
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}
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// XExpMinusX returns the integral
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// ∫_0^1 x*exp(-x)dx
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func XExpMinusX() Integral {
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return Integral{
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Name: "∫_0^1 x*exp(-x)dx",
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A: 0,
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B: 1,
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F: func(x float64) float64 {
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return x * math.Exp(-x)
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},
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Value: (math.E - 2) / math.E,
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}
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}
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// Sqrt returns the integral
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// ∫_0^1 sqrt(x)dx
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func Sqrt() Integral {
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return Integral{
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Name: "∫_0^1 sqrt(x)dx",
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A: 0,
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B: 1,
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F: func(x float64) float64 {
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return math.Sqrt(x)
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},
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Value: 2 / 3.0,
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}
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}
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// ExpOverX2Plus1 returns the integral
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// ∫_0^1 exp(x)/(x*x+1)dx
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func ExpOverX2Plus1() Integral {
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return Integral{
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Name: "∫_0^1 exp(x)/(x*x+1)dx",
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A: 0,
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||||||
|
B: 1,
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||||||
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F: func(x float64) float64 {
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|
return math.Exp(x) / (x*x + 1)
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|
},
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Value: 1.270724139833620220138,
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}
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}
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