Quadrature Newton-Cotes formulák - studopediya

Ha kiválasztva Lagrange interpolációs polinomot egyenlő távolságra interpolációs pontokat, a számszerű képletek kapott interpoláljuk úgynevezett Newton tér képletek - Cotes.

Tehát, van egy képlet numerikus integrálással

Formula (3) kerül kapuzott a képlet, ha a végén a integrációs intervallum és az interpoláció csomópontok nyitott típusú, ha legalább az egyik vége nem egy interpolációs csomópontot.

Írja be a Lagrange polinom összefoglaló formában

Nem függ a funkciót, de csak pont interpoláció. Figyelembe vesszük egyenlő távolságra csomópontok h lépéssel.

Lagrange polinom egyenlő távolságra lévő formája van:

Ahhoz, hogy végül megkapjuk az együtthatók:

Együtthatók (4) van Cotes együtthatók. Ezeket lehet számítani a különböző m.

Legyen n = 1. 2 van egy csomóponthoz, és az interpolációs együttható Cotes és két.

Ha n = 2 van három csomópont Cotes együttható.

3.chastnye esetek numerikus integrálással.

1) általános képletű közepes téglalapokat.

Integrandus cserélje Lagrange interpolációs polinom foka nulla

n = 0, van egy interpolációs csomópont, hagyja

az interpolációs feltétel

Általános képletű (5) a képlet átlagos téglalapok.

A geometriai jelentése abban a tényben rejlik, hogy a terület a görbe vonalú trapéz helyébe a területen egy téglalap.

Pontosság trapéz szabály.

Ha n = 1, - a fennmaradó Lagrange-formula.

Tétel: Ha f (x) függvény folytonos származékok akár másodrendű, az intervallum, a hiba

Mint az előző esetben, alkalmazásával a Taylor formula, és ha az átlagos érték tétel, az integrál, kapjuk:

Ha, akkor megkapjuk a becsült hiba módszer:

3) általános képletű parabola (Simpson).

Integrandus cserélje Lagrange interpolációs polinom másodfokú

, van három csomós interpoláció. Úgy döntünk,

Csomópontok egyenlő távolságra lépés. Van három együtthatók Cotes

A képlet szerint a Newton - Cotes van:

Képlet (9) van parabola általános képletű (Simpson).

Geometriai jelentése az, hogy a grafikon a grafikon helyébe a Lagrange polinom másodfokú (parabolikus) a szegmens. Kiszámításakor a szerves a (9) képletű, a számszerű érték megegyezik a terület a görbe trapéz által határolt felső ív a parabola pontokon átmenő

Pontosság képletű parabola.

Tétel: Ha egy függvény folytonos-származék az intervallum legfeljebb negyedrendű, akkor a hiba parabola képlet alábbi képlettel számítottuk ki:

Ha, akkor megkapjuk a becsült hiba módszer:

Ahhoz, hogy növeli a pontosságot a számítás az integrál használjuk a következő módszerrel: A integráció intervallum van osztva egy kellően nagy számú villódzó intervallumok és az egyes részleges szegmensek alkalmazni kvadratúra Newton képletű - Cotes alacsony n. Elkészített képlet egyszerű szerkezet, amelyek az úgynevezett általános képletek.

5. Az általánosított numerikus integrálással.

1) általános képletben a közepes téglalapokat.

Elosztjuk az intervallum beilleszkedés n egyenlő részre, megkapjuk szegmensek

integrációs lépést. Minden részleges szegmens alkalmazni a korábban kapott elemi formula közepes téglalapokat és add fel az így elért eredmények mi lesz az általános átlag formula téglalapok.

Ha interpolációs csomópont minden részleges intervallumban, hogy a bal oldalán, megkapjuk, és

- általános képletben a bal téglalapok (11a)

Ha a megfelelő komponensek kiválasztása a végére, és

- jobb téglalapok általános képletben (11c)

A hiba az általános képletben átlagos téglalapok.

Minden részleges szegmens megengedett hiba képlettel számítjuk ki (6), Van n részleges szegmenseket. Hozzáadjuk a hibákat, van:

Megduplázása az osztás száma pontot, a hiba csökken 4-szer.

- felső határa a második derivált a szegmens.

2) általános képletben trapéz.

Szegmens integráció van osztva n egyenlő részre a pont, megkapjuk az integrációs lépést.

Minden részleges szegmens alkalmazható elemi trapéz szabály és a kapott eredményeket összeget.

Ez egy általános képlet trapéz.

Pontosság általános trapéz szabály.

MPE kiszámítása a képlet (10) minden részleges intervallumban, majd a teljes intervallum kapjunk

Megduplázása az osztás száma pontot, a hiba csökken 4-szer.

3) általános képletű parabola.

A pontosság a közelítő integrálás jelentősen növeli, ha a integrandust minden részszakasz helyébe egy másodfokú függvény. Elosztjuk az intervallum integráció n egyenlő részre, majd minden kapott szegmens még osztani a felére. Általában kapott páros számú 2n időközönként. Alkalmazzuk a képlet (9), hogy mindegyik pár szomszédos partíció szegmensek.

Összefoglalva az egyenlőség, megkapjuk az általánosított parabola:

Pontosság általános képletben parabola.

Mindegyik pár szomszédos szegmense a becsült hiba, amelyet a képlet (10), van N párokat, majd

A gyakorlatban, ha a probléma megoldódik az a számítógép használata, a hiba kiszámítása a következő képlet szerint gyakorlati hibabecslés alapján Double Jeopardy.

- határozott integrál által kiszámított érték particionáló n (n - még).

- határozott integrál értékét kiszámítani a szétválás a 2n darab.

Kapcsolódó cikkek