數值分析第二章 數值積分

2022-06-26 11:33:14 字數 1293 閱讀 4796

數值積分部分考點總結

梯形公式,中矩形公式,辛甫生公式應當熟練掌握p59

機械求積法(求積結點和求積係數(節點的權))

代數精度的定義(會計算給定求積公式的代數精度)

在求積節點給定的情況下,求積公式的構造本質上是個線性方程組的代數問題

插值型求積公式

定理1:形如

p59(

4)的求積公式至少具有

n次代數精度的充分必要條件是,它是插值型的。所以一旦求積結點

xk已被給出,那麼,求積係數

ak的確定有兩條可供選擇的途徑:

a.求解線性方程組

b.計算積分(

n階的牛頓

-科特斯公式至少有

n次代數精度)

注:n為偶數有

n+1次代數精度,

n為奇數有

n次代數精度

牛頓-科特斯公式:

ck:科特斯係數。高階公式由於穩定性差而不宜採用,有實用價值的僅僅是幾種低階的求積公式。

幾種低階求積公式的餘項

復化積分法:復化積分公式和復化辛甫生公式需要掌握

梯形法的遞推化:演算法簡單,但精度較低,收斂速度緩慢,如何提高收斂速度以節省計算量

事後估計法

龍貝格公式的加速是極其顯著的

適當地選擇求積節點xk,可以使求積公式具有

2n-1

次代數精度。這種高精度的求積公式稱高斯公式。高斯公式的求積節點

xk稱為高斯點。

一點高斯公式

兩點高斯公式

以高斯點為零點的n次多項式

w(x)

與一切次數小於等於

n-1次的多項式

p(x)

正交。其逆命題也成立:若

w(x)

與任意n-1

次多項式正交,則其零點必為高斯點。

定理2 節點

xk是高斯點的充分必要條件是

w(x)

與一切次數小於等於

n-1的多項式

p(x)

正交,即成立。

勒讓德多項式:以高斯點xk為零點的n次式

三次高斯公式背

題型:檢驗求積公式代數精度(帶入直接計算即可)

構造求積公式(兩種方法)a.帶入解方程

b求積分

判斷求積公式是不是插值型的並求積分

構造插值型求積公式(只能用積分的方法)(注意利用求積公式內在的對稱性減少運算)

可能會使用區間變換的方法進行求解(p84題5)

利用三點高斯公式進行精度驗證和求積公式設計

計算加工後的鬆弛公式p91(帶特殊點進行計算)

數值分析實驗二 數值積分

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