Aproximação numérica da integral da função Gaussiana através de somas de Riemann
uma análise computacional e comparativa
DOI:
https://doi.org/10.47385/tudoeciencia.2545.2025Palavras-chave:
Somas de Riemann. Integração numérica. Função gaussiana. Métodos computacionais. Aproximação numérica.Resumo
Este estudo apresenta uma análise computacional da aproximação numérica da integral da função gaussiana f(x) = e(-x²) no intervalo [0, 2] utilizando diferentes métodos de somas de Riemann. O trabalho investigou a precisão dos métodos da esquerda, direita e ponto médio para n = 10 subdivisões, implementados através da linguagem Python com as bibliotecas NumPy e Matplotlib. Os resultados demonstraram que o método do ponto médio apresentou maior precisão na aproximação da integral, seguido pelos métodos da esquerda e direita, respectivamente. A análise visual através de gráficos de barras permitiu a visualização da aproximação por retângulos característicos das somas de Riemann. O estudo contribui para a compreensão dos métodos numéricos básicos de integração e sua aplicabilidade em funções com propriedades especiais como a função gaussiana, amplamente utilizada em estatística, física e engenharia. Os resultados obtidos validam a eficiência computacional dos métodos estudados e fornecem bases para futuras implementações em problemas de maior complexidade.
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Referências
ABRAMOWITZ, M.; STEGUN, I. A. Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. New York: Dover Publications, 1965. Disponível em: https://www.math.ubc.ca/~cbm/aands/abramowitz_and_stegun.pdf. Acesso em: 01 set. 2025.
ANDREWS, G. E.; ASKEY, R.; ROY, R. Special Functions. Cambridge: Cambridge University Press, 1999. DOI: 10.1017/CBO9781107325937.
APOSTOL, T. M. Calculus, Volume 1: One-Variable Calculus with an Introduction to Linear Algebra. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 1967.
ATKINSON, K. E. An Introduction to Numerical Analysis. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 1989.
BURDEN, R. L.; FAIRES, J. D. Numerical Analysis. 9th ed. Boston: Brooks/Cole, 2011.
CONTE, S. D.; DE BOOR, C. Elementary Numerical Analysis: An Algorithmic Approach. 3rd ed. New York: McGraw-Hill, 1980.
DAVIS, Philip J.; RABINOWITZ, Philip. Methods of numerical integration. Courier Corporation, 2007.
GOLDBERG, D. What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic. ACM Computing Surveys, v. 23, n. 1, p. 5-48, 1991. DOI: 10.1145/103162.103163.
GOLUB, G. H.; ORTEGA, J. M. Scientific Computing: An Introduction with Parallel Computing. Boston: Academic Press, 1992.
GRADSHTEYN, I. S.; RYZHIK, I. M. Table of Integrals, Series, and Products. 7th ed. Amsterdam: Elsevier, 2007.
HILDEBRAND, F. B. Introduction to Numerical Analysis. 2nd ed. New York: Dover Publications, 1987.
HUNTER, J. D. Matplotlib: A 2D graphics environment. Computing in Science & Engineering, v. 9, n. 3, p. 90-95, 2007. DOI: 10.1109/MCSE.2007.55.
KINCAID, D.; CHENEY, W. Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing. 3rd ed. Pacific Grove: Brooks/Cole, 2002.
KRESS, R. Numerical Analysis. New York: Springer-Verlag, 1998. DOI: 10.1007/978-1-4612-0599-9.
LARSON, R.; EDWARDS, B. H. Calculus of a Single Variable. 11th ed. Boston: Cengage Learning, 2014.
MATHEWS, J. H.; FINK, K. D. Numerical Methods Using MATLAB. 4th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2004.
MCKINNEY, W. Python for Data Analysis: Data Wrangling with Pandas, NumPy, and IPython. Sebastopol: O'Reilly Media, 2012.
OLIPHANT, T. E. A guide to NumPy. USA: Trelgol Publishing, 2006. Disponível em: https://numpy.org/doc/stable/. Acesso em: 01 set. 2025.
PRESS, W. H.; TEUKOLSKY, S. A.; VETTERLING, W. T.; FLANNERY, B. P. Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing. 3rd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
QUARTERONI, A.; SACCO, R.; SALERI, F. Numerical Mathematics. 2nd ed. New York: Springer-Verlag, 2007. DOI: 10.1007/b98885.
SPIVAK, M. Calculus. 3rd ed. Houston: Publish or Perish, 1994.
STEWART, J. Calculus: Early Transcendentals. 8th ed. Boston: Cengage Learning, 2016.
SWOKOWSKI, E. W.; OLINICK, M.; PENCE, D. Calculus. 6th ed. Boston: PWS Publishing Company, 1994.
WHITTAKER, E. T.; WATSON, G. N. A Course of Modern Analysis. 4th ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1996.
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