Метод трапеций является одним из методов численного интегрирования. Он позволяет вычислять определенные интегралы с заранее заданной степенью точности

 

Если отрезок [a, b] является элементарным и не подвергается дальнейшему разбиению, значение интеграла можно найти по формуле:

 

 

Это простое применение формулы для площади трапеции — произведение полсуммы оснований, которыми в данном случае являются значения функции в крайних точках отрезка, на высоту (длину отрезка интегрирования). (Рис. 2)

 

(Рис.2 Иллюстрация метода трапеции)

Метод Симпсона

В этом методе подынтегральная функция на частичном отрезке приближается параболой, проходящей через три точки то есть интерполяционным многочленом Лагранжа второй степени:

Проведя интегрирование, получим:

Это и есть формула Симпсона или формула парабол. На отрезке формула Симпсона примет вид:

Если разбить отрезок интегрирования на четное количество 2N равных частей с шагом

,то можно построить параболу на каждом сдвоенном частичном отрезке

и переписать выражения (2.12-2.14) без дробных индексов. Тогда формула Симпсона примет вид:

 

Графическое представление метода Симпсона показано на (рис.3)На каждом из сдвоенных частичных отрезков заменяем дугу данной кривой параболой.

 

(рис.3)

 

 

Метод Чебышева

Рассмотрим квадратурную формулу вида:

 

 

функцию f(x) будем исать в виде когда f(x) многочлен вида f(x)=ao+a1x+...+anxn. Проинтегрировав, преобразовав и подставив значения многочлена в узлах

f(x1)=a0+a1x1+a2x12+a3x13+...+anx1n

f(x2)=a0+a1x2+a2x22+a3x23+...+anx2n

f(x3)=a0+a1x3+a2x32+a3x33+...+anx3n

................

f(xn)=a0+a1xn+a2xn2+a3xn3+...+anxnn

получим формулу Чебышева.

 

Значения х1,х2,..,хn для различных n приведены в таблице 3.

Число интервалов n Номер узла i Значение узла Xi
    0,08375 0,312730 0,500000 0,687270 0,916249

 

(Табл.3 – Значения х1,х2,..,хn для различных n)


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: