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复化梯形公式、复化辛卜生公式
Jcstone
>《算法》
2015.04.02
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一、复化梯形公式及其余项
在区间
不大时,用梯形公式、辛卜生公式计算定积分是简单实用的,但当区间
较大时,
用梯形公式、辛卜生公式计算定积分达不到精确度要求. 为了提高计算的精确度,我们将 [a,b] 区间n等分,在每个小区间上应用梯形公式、辛卜生公式计算定积分, 然后将其结果相加,这样就得到了复化梯形公式和复化辛卜生公式。
1. 复化梯形公式
将积分区间
等分,设
, 则节点为
对每个小区间上应用梯形公式, 然后将其结果相加,则得
(3.14)
称(3.14)式为复化梯形公式.
当
在[a,b]上有连续的二阶导数时,则复化梯形公式(3.14)的余项推导如下:
因为
所以在区间[a,b]上公式(3.14)的误差为
又因为
在区间[a,b]上连续,由连续函数的性质知,在区间[a,b]上存在一点
,
于是
(3.15)
称(3.15)式为复化梯形公式的余项。
例1
用复化梯形公式计算得
使误差小于
解
和公式(3.15), 解不等式
得
即
时,用复化梯形公式计算可达到精度要求,则取
,用公式(3.14)计算得
而积分的准确值
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