Problems with a simple numerical integration in Python

I am trying to solve a simple integral in Python using different methods for numerical integration. However, when I try to calculate the integrals, I obtain wrong results for small values of my x coordinate. This is a messy because I am trying to solve some system of equations in which one of the variables I am evolving on time is the integral of some quantities. Of course, I don’t have a functional form for the expression I want to integrate but instead I have an array of data (one f[i] for each x[i]). Do you know a way to obtain more accurate results of my integrals?

Here, I present a simple example of the problem I am having. Suppose I have some data that, for now, I will only consider a simple x^7 (in general I don’t have a functional form for the functions I want to integrate, with this is just an example) and suppose I want to integrate such a function. The analytic solution of the integral is simple Int = x^8/8. Then, if I print or plot 8*Int/x^8 what I should have is that each entry of the output should be equal to one. Then, let me consider the following code:

import numpy as np
from scipy.integrate import simps 

x = np.linspace(0,10,101)
f = x**7
Int = np.array([simps(f[:i+1], x[:i+1]) for i in range(len(x))])
Div = 8*Int/(x**8)
Div[0] = 1 #To avoid division over zero
print(Div)

The output of this simple code is:

[1.           4.           1.375        1.2687090383 1.033203125
1.05997312   1.0069158665 1.0195120352 1.0022277832 1.0080582909
1.00092      1.0038955372 1.0004456376 1.0021034429 1.0002411835
 1.0012324471 1.0001416206 1.0007688345 1.0000885172 1.0005040075
 1.000058125  1.0003439529 1.0000397249 1.0002426572 1.0000280617
 1.0001760417 1.000020381  1.0001307892 1.000015157  1.0000991831
 1.0000115043 1.000076571  1.0000088885 1.0000600497 1.0000069756
 1.0000477527 1.0000055507 1.0000384478 1.0000044717 1.0000313025
 1.0000036426 1.0000257424 1.000002997  1.0000213637 1.0000024883
 1.0000178775 1.0000020831 1.0000150742 1.0000017571 1.0000127994
 1.0000014925 1.0000109379 1.0000012758 1.0000094029 1.0000010971
 1.0000081279 1.0000009486 1.0000070618 1.0000008244 1.000006165
 1.0000007199 1.000005406  1.0000006314 1.0000047604 1.0000005561
 1.0000042083 1.0000004917 1.000003734  1.0000004364 1.0000033246
 1.0000003886 1.0000029699 1.0000003472 1.0000026612 1.0000003112
 1.0000023916 1.0000002797 1.0000021553 1.0000002521 1.0000019475
 1.0000002278 1.0000017641 1.0000002064 1.0000016018 1.0000001874
 1.0000014577 1.0000001706 1.0000013295 1.0000001556 1.0000012151
 1.0000001422 1.0000011127 1.0000001303 1.0000010209 1.0000001195
 1.0000009384 1.0000001099 1.000000864  1.0000001012 1.0000007969
 1.0000000933]
 

As you can see, most of the results are very close to 1 (as expected) except for the points that are very close to the point x = 0. I need to have a good control of these integrals because I am using them for solving numerically a system of equations. The problem of having these bad results is that in my numerical scheme it ends giving me some gradients that ends destroying my numerical solutions. So, do you know a way to deal with this?

PS: If instead of using simps I use mpmath, I can obtain the correct result. However, mpmath works only for functions that we already know (as it is the case in this simple example of a x^7 function). However, as I previously mentioned, in reality I don’t know a functional form of the expression I wan’t to integrate and instead I only have an array of data.

PS2: I can also try to increase the size of my array x. But even if I do this, I always have errors in the first points closest to x = 0, and those errors end up ruining my numerical solutions.

Best regards, LP

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật