Численное интегрирование

Содержание

Слайд 2

Если функция f(x)
непрерывна на отрезке

то определенный интеграл
от этой функции

Если функция f(x) непрерывна на отрезке то определенный интеграл от этой функции
в пределах от a до b
существует и имеет вид

Слайд 3

Найти определенный интеграл
на отрезке

если подынтегральная функция
на отрезке задана таблично.
Формулы

Найти определенный интеграл на отрезке если подынтегральная функция на отрезке задана таблично.

приближенного интегрирования
называются
квадратурными формулами.

Задача численного интегрирования

Слайд 4

Метод прямоугольников

основан на непосредственном
определении интеграла:

где

- интегральная сумма, соответствующая

Метод прямоугольников основан на непосредственном определении интеграла: где - интегральная сумма, соответствующая
некоторому разбиению отрезка

и некоторому выбору точек

,

,…,

на отрезках разбиения

Слайд 5

Вычисление определенного
интеграла

геометрически сводится
к вычислению площади
криволинейной трапеции,
ограниченной

Вычисление определенного интеграла геометрически сводится к вычислению площади криволинейной трапеции, ограниченной функцией
функцией f(x),
осью абсцисс и прямыми x = a и x = b.

Слайд 6

Учитывая,
что высота
Прямоугольника
ABba есть
значение
функции
в точке

f(x)


Учитывая, что высота Прямоугольника ABba есть значение функции в точке f(x) –

Слайд 7

Для увеличения точности
численного интегрирования
можно отрезок

разбить на несколько частей

Для увеличения точности численного интегрирования можно отрезок разбить на несколько частей и
и для каждой из них вычислить
приближенное значение
площади криволинейной
трапеции, основанием которой
является отрезок

(i = 0, 1, …,n – 1),
а высотой число

т.е. значение функции
в точке

Слайд 8

Практически удобно делить
отрезок

на равные части, а точки

 (i = 0, 1, …, n – 1) совмещать

Практически удобно делить отрезок на равные части, а точки (i = 0,
с левыми

или с правыми

концами отрезков разбиения.

Слайд 9

Если точку

совместить с левым концом
отрезка

то приближенное значение
интеграла

Если точку совместить с левым концом отрезка то приближенное значение интеграла может
может быть
представлено
формулой левых
прямоугольников:

где

– шаг.

Слайд 11

Если же в качестве точки

выбрать правый конец отрезка

то приближенное

Если же в качестве точки выбрать правый конец отрезка то приближенное значение
значение
интеграла вычисляется
по формуле правых
прямоугольников:

.

Слайд 13

Метод трапеций

Заменим на отрезке

дугу AB графика
подынтегральной функции y = f(x)
стягивающей

Метод трапеций Заменим на отрезке дугу AB графика подынтегральной функции y =
ее хордой и
вычислим площадь трапеции ABba.
Примем значение определенного
интеграла численно равным
площади этой трапеции:

Это и есть формула трапеций

Слайд 15

Если отрезок

разделить на несколько
частей и применить
формулу трапеции
к

Если отрезок разделить на несколько частей и применить формулу трапеции к каждому отрезку Тогда
каждому отрезку

Тогда

Слайд 17

Для простоты вычислений
удобно разделить отрезок

на равные части,
в этом

Для простоты вычислений удобно разделить отрезок на равные части, в этом случае
случае длина
каждого из отрезков
разбиения есть

Численное значение
интеграла на отрезке

равно

Слайд 18

А на всем отрезке

соответственно

Эта формула называется
общей формулой трапеции.
Ее

А на всем отрезке соответственно Эта формула называется общей формулой трапеции. Ее
можно переписать в виде


где

– шаг.

Слайд 19

Метод парабол (метод Симпсона)

h

h

Метод парабол (метод Симпсона) h h

Слайд 20

функцию y = f(x) на отрезке

заменяем квадратичной функцией,
принимающей в узлах

,

функцию y = f(x) на отрезке заменяем квадратичной функцией, принимающей в узлах

,

значения

,

и

В качестве интерполяционного
многочлена воспользуемся
многочленом Ньютона

Слайд 21

Тогда

Это соотношение
называется формулой Симпсона.

Тогда Это соотношение называется формулой Симпсона.

Слайд 22

Для увеличения точности
вычислений отрезок

разбивают на n пар участков

Для увеличения точности вычислений отрезок разбивают на n пар участков и заменяя
и заменяя подынтегральную
функцию интерполяционным
многочленом Ньютона
второй степени, получают
приближенное значение
интеграла на каждом участке
длины 2h:

Слайд 23

……………………………………

……………………………………
Имя файла: Численное-интегрирование.pptx
Количество просмотров: 204
Количество скачиваний: 1