Обчислення визначеного інтегралу методом Сімпсона
Формула Cімпсона (парабол)
Де n – це кількість розглядуваних точок.
При апроксимації нашого інтегралу замінимо функцію f(x) параболою, що проходить через точки , тобто представимо наближено f(x) в вигляді:
Лагранж запропонував спосіб обчислення таких многочленів:
де базисні поліноми визначаються за формулою:
Очевидно, що мають такі властивості:
при
Звідси випливає, що , як лінійна комбінація , може мати степінь не більший від , та .
Проінтегруємо наш поліном. Вважаючи, що наша задана функція дорівнює інтерполяції Лагранжа, тоді інтеграл заданої функції буде дорівнювати інтегралу полінома.
Проілюструємо вищесказане в пакеті Mathematica 8.0
Таким чином приходимо до наближеної рівності
(3)
Що називається формулою Сімпсона. На цілому відрізку [a,b] формула Сімпсона набуває вигляду:
Перед тим як перходити до оцінки неточностей формули (3) помітимо, що вона являється точною для будь-якого многочлена третьої степені, тобто має місце точна рівність.
Очевидно, що . Цей вираз також наближає обчислюваний інтеграл і дає похибку
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Поиск по сайту:
|