构造数值积分公式最通常的方法是用积分区间上的n 次插值多项式代替被积函数,由此导出的求积公式称为插值型求积公式。特别在节点分布等距的情形称为牛顿-柯茨公式,例如梯形公式与抛物线公式就是最基本的近似公式。但它们的精度较差。龙贝格算法是在区间逐次分半过程中,对梯形公式的近似值进行加权平均获得准确程度较高的积分近似值的一种方法,它具有公式简练、计算结果准确、使用方便、稳定性好等优点,因此在等距情形宜采用龙贝格求积公式。当用不等距节点进行计算时,常用高斯型求积公式计算,它在节点数目相同情况下,准确程度较高,稳定性好,而且还可以计算无穷积分。数值积分还是微分方程数值解法的重要依据。许多重要公式都可以用数值积分方程导出。
求某函数的定积分时,在多数情况下,被积函数的原函数很难用初等函数表达出来,因此能够借助微积分学的牛顿-莱布尼兹公式计算定积分的机会是不多的。另外,许多实际问题中的被积函数往往是列表函数或其他形式的非连续函数,对这类函数的定积分,也不能用不定积分方法求解。由于以上原因,数值积分的理论与方法一直是计算数学研究的基本课题。对微积分学作出杰出贡献的数学大师,如I牛顿、L欧拉、CF高斯、拉格朗日等人都在数值积分这个领域作出了各自的贡献,并奠定了这个分支的理论基础。
构造数值积分公式最通常的方法是用积分区间上的n 次插值多项式代替被积函数,由此导出的求积公式称为插值型求积公式。特别在节点分布等距的情形称为牛顿-柯茨公式,例如梯形公式(Trapezoidal Approximations)与抛物线公式(Approximations Using Parabolas)就是最基本的近似公式。但它们的精度较差。龙贝格算法是在区间逐次分半过程中,对梯形公式的近似值进行加权平均获得准确程度较高的积分近似值的一种方法,它具有公式简练、计算结果准确、使用方便、稳定性好等优点,因此在等距情形宜采用龙贝格求积公式(Rhomberg Integration)。当用不等距节点进行计算时,常用高斯型求积公式计算,它在节点数目相同情况下,准确程度较高,稳定性好,而且还可以计算无穷积分。数值积分还是微分方程数值解法的重要依据。许多重要公式都可以用数值积分方程导出。
首先有梯形序列构造辛普森序列。
首先有梯形序列构造辛普森序列:在辛普森序列的基础上构造科特斯序列,再由科特斯序列构造龙贝格序列。
龙贝格求积公式也称为逐次分半加速法。它是在梯形公式、辛卜生公式和柯特斯公式之间的关系的基础上,构造出一种加速计算积分的方法。作为一种外推算法,它在不增加计算量的前提下提高了误差的精度。
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