數值分析 復化積分公式

2021-09-22 21:43:55 字數 1645 閱讀 2678

對於積分:

只要找到被積公式的原函式f(x),利用牛頓萊普利茲公式有:

但是,實際使用這種求積分的方法往往是有困難的,因為大量的被積函式的原函式是不能用初等函式表示的;另外,當f(x)是由測量或數值計算給出的一張資料表時,牛頓萊普利茲公式也無法直接運用,因此有必要研究積分的數值計算問題。

對於一些理論的推導,大家可以看看維基百科,下面我主要給出牛頓-科特斯公式在n=1(梯形求積公式)、n=2(辛普森公式)的情況,並通過**實現

梯形公式:

辛普森公式:

應用高階牛頓-科特斯公式計算積分時,會出現數值不穩定的情況,而低階公式往往因為積分步長過大使得離散誤差變大,因此,為了提高求積公式的精度,可以把積分區間分成若干個子區間,在每個子區間上使用低階求積公式,然後將結果加起來,這種方法稱為復化求積法。

復化梯形公式

將區間[a,b]劃分為n等分,步長為h=(b-a)/h,節點為

復化辛普森公式

根據復化梯形公式的推導,同理可得復化辛普森公式為:

下面我們通過例項來實現復化梯形公式和復化辛普森公式:

對於函式f(x)=sin(x)/x,試用復化梯形公式和復化辛普森公式計算函式f(x)在[0,1]上的積分。

具體的程式實現如下:

#include#includedouble function(double x)//所要計算積分的函式f(x)

//復化梯形公式

結果分析:

比較復化梯形公式和復化辛普森公式兩種方法的執行結果,我們發現復化辛普森公式與準確值0.9460831更加接近,復化梯形公式只有2位有效數字,而復化辛普森公式有6為有效數字。

原文:

復化積分公式

對於積分 只要找到被積公式的原函式f x 利用牛頓萊普利茲公式有 但是,實際使用這種求積分的方法往往是有困難的,因為大量的被積函式的原函式是不能用初等函式表示的 另外,當f x 是由測量或數值計算給出的一張資料表時,牛頓萊普利茲公式也無法直接運用,因此有必要研究積分的數值計算問題。對於一些理論的推導...

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