пусть требуется вычислить . Из курса математического анализа известно, что если функция непрерывна на отрезке и известна ее первообразная, , то интеграл от функции можно вычислить по формуле Ньютона-Лейбница
, где
Однако это не всегда возможно, например, не выражается через элементарные функции в конечном виде или выражается в конечном виде, но имеет сложный вид и вычислений значений функции и затруднительно.
Если же - непрерывна, но задана таблицей, то формулу Ньютона-Лейбница вообще применить нельзя.
В таких случаях ставится задача приближенного вычисления интеграла с помощью численных методов.
Задача численного интегрирования фактически заключается в вычислении значения определенного интеграла на основании ряда значений подынтегральной функции.
Суть большинства методов численного интегрирования состоит в замене подынтегральной функции интерполяционным многочленом, например, Лагранжа или Ньютона.
- узлы интерполирования
Тогда
Оба интеграла справа существуют, тогда приближенно можно принять
|
|
(1)
А погрешность
(2)
Формула (1) и называется формулой численного интегрирования.
Формулы численного интегрирования называют также квадратными формулами.