Integrales múltiples y cambio de variables

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¿Qué es?

Integrales sobre regiones de ℝn\R^n: volúmenes, masas, probabilidades de vectores aleatorios. Se calculan como integrales iteradas (Fubini) y se transforman con el determinante jacobiano: dx=∣det⁡J∣ du\dd x = |\det J|\,\dd u.

Fórmulas

∬Rf(x,y) dA=∫ab ⁣ ⁣∫cdf(x,y) dy dx\iint_R f(x,y)\,\dd A = \int_a^b\!\!\int_{c}^{d} f(x,y)\,\dd y\,\dd x
∫F(U)g(x) dx=∫Ug(F(u)) ∣det⁡JF(u)∣ du\int_{F(U)} g(x)\,\dd x = \int_U g\big(F(u)\big)\,\big|\det J_F(u)\big|\,\dd u

Aplicaciones en informática

  • Métodos de Monte Carlo★★★★★fundamentalComputación científica y algoritmos

    La cuadratura en rejilla en dd dimensiones necesita ndn^d puntos; el error O(N−1/2)O(N^{-1/2}) de Monte Carlo no depende de dd.

  • La ecuación de renderizado★★★★★frecuenteGráficos por computador

    Las integrales de iluminación recorren el hemisferio de direcciones y las áreas de las fuentes de luz.

Dónde aparece en IA

  • Modelos generativos★★★★★avanzadaIA y machine learning

    Las verosimilitudes de los modelos generativos continuos son integrales múltiples; los flows usan la fórmula del cambio de variables.

¿Dónde se utiliza?

Temas de informática a los que se llega desde aquí, con la cadena de ideas que lleva a ellos:

Qué depende de él

Esta página tiene lo esencial. Un desarrollo más completo (intuición, definición formal, ejemplo resuelto) está en camino.

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