第 2 3 課 迭代法計算定積分

2021-10-09 16:31:58 字數 748 閱讀 4383

這一課我們介紹兩種計算數值積分的常用演算法,分別是變步長梯形公式法和變步長辛普森公式法。首先從梯形公式入手來推導出復合梯形公式法,在實現復合梯形公式法的基礎上,再實現變步長梯形公式法。同樣,變步長辛普森公式法也是從辛普森公式入手的,首先實現復合辛普森公式法的演算法,然後再實現變步長辛普森公式法。這兩種變步長的方法都是使用了迭代法的思想,但是和之前幾課中介紹的迭代法略有不同。之前介紹的牛頓迭代法、雅可比迭代法和高斯—賽德爾迭代法都是通過迭代關係式來實現新值和舊值的更替。

這一課介紹的兩個演算法沒有迭代關係式,它是通過控制計算範圍的變化來獲得迭代自變數的值,用直接替換的方法來實現新值和舊值的更替,因此在構造演算法實現的方法上也有差異。

假設被積函式為 f(x),積分區間為 [a,b],根據定積分的幾何意義,定積分就是求函式 f(x) 在區間 [a,b] 中曲線下包圍的面積。在數值分析領域中,通常用梯形公式法近似計算定積分。如圖(1)所示,用計算曲線內接梯形面積的方法來近似計算定積分,梯形公式可定義為:

圖(1)定積分的幾何意義與梯形公式示意圖

復合梯形公式法

用梯形公式計算定積分,當區間 [a,b] 比較大的時候,其誤差也會大到無法接受。如果將大的區間分割成 n 個小的

2 3 迭代法計算定積分

內容來自王曉華老師 這塊內容有點硬核,先做了解,主要學習如何使用迭代解決問題的步驟 兩種計算數值積分的常用演算法,分別是變步長梯形公式法和變步長辛普森公式法。首先從梯形公式入手來推導出復合梯形公式法,在實現復合梯形公式法的基礎上,再實現變步長梯形公式法。同樣,變步長辛普森公式法也是從辛普森公式入手的...

平均值法計算定積分

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python計算牛頓迭代法

利用python的符號計算庫sympy庫來計算函式的雅可比矩陣和海森矩陣 from sympy import import numpy as np 計算具體值 defcalculatevalue jac or hess,x,isjacmac result x dic for data in rang...