Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5)

Нажмите для полного просмотра!

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №2

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №3

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №4

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №5

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №6

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №7

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №8

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №9

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №10

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №11

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №12

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №13

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №14

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №15

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №16

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №17

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №18

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №19

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №20

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №21

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №22

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №23

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №24

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №25

Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5), слайд №26

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Численное интегрирование и его погрешности. Методы прямоугольников и трапеций. Метод Симпсона. Правило Рунге. (Лекция 5). Доклад-сообщение содержит 26 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Лекция 5 Постановка задачи численного интегрирования Методы прямоугольников Метод трапеций Метод Симпсона Погрешности численного интегрирования. Правило Рунге

Слайд 2

Описание слайда:

Определенный интеграл Из курса математического анализа известно, что, если функция f(x) непрерывна на отрезке [a;b] и дифференцируема, то определенный интеграл от этой функции в пределах от a до b существует и может быть вычислен по формуле Ньютона-Лейбница:

Слайд 3

Описание слайда:

Методы интегрирования

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Приближенное вычисление площади криволинейной трапеции Для приближенного вычисления этой площади отрезок [a;b] разбивается на n частей, внутри которых подинтегральная функция f(x) заменяется с некоторой степенью точности более простыми функциями gi(x), которые могут быть проинтегрированы аналитически. Тогда

Слайд 6

Описание слайда:

Замена подинтегральной функции интерполяционными полиномами

Слайд 7

Описание слайда:

Методы численного интегрирования Для получения простых формул используют полиномы нулевой, первой и второй степени и, соответственно, получают следующие методы и формулы численного интегрирования: методы прямоугольников; метод трапеций; метод Симпсона. Очевидно, что во всех случаях замена функции f(x) интерполирующим полиномом приводит к образованию погрешности вычисления значения интеграла. Увеличение числа отрезков разбиения n (уменьшение длины шага интегрирования h) ведет к уменьшению погрешности.

Слайд 8

Описание слайда:

Методы прямоугольников В методах прямоугольников подинтегральная функция f(x) заменяется в пределах каждого элементарного отрезка [xi;xi+1] интерполяционным полиномом нулевой степени, то есть постоянной величиной. При этом значение элементарного интеграла равно площади прямоугольника, а интеграл на отрезке [a;b] – сумме этих площадей. Если в качестве значения подинтегральной функции берется ее значение в левом конце отрезка, то получается формула левых прямоугольников. При использовании значения подинтегральной функции в правом конце отрезка получается формула правых прямоугольников. При одном и том же числе отрезков разбиения n большую точность дает метод средних прямоугольников, в котором используется значение подинтегральной функции в середине отрезка. Поскольку объем вычислений во всех трех случаях одинаков, то более предпочтительым оказывается метод средних прямоугольников, который часто называют просто методом прямоугольников.

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 12

Описание слайда:

Схема алгоритма метода прямоугольников

Слайд 13

Описание слайда:

Метод трапеций В методе трапеций подинтегральная функция f(x) на каждом элементарном отрезке [xi;xi+1] заменяется интерполяционным полиномом первой степени. При этом значение элементарного интеграла равно площади прямоугольной трапеции с высотой h и основаниями f(xi) и f(xi+1), а интеграл на отрезке [a;b] – сумме этих площадей.

Слайд 14

Описание слайда:

Метод трапеций

Слайд 15

Описание слайда:

Вывод формулы трапеций

Слайд 16

Описание слайда:

Схема алгоритма метода трапеций

Слайд 17

Описание слайда:

Метод Симпсона

Слайд 18

Описание слайда:

Метод Симпсона

Слайд 19

Описание слайда:

Вывод формулы Симпсона

Слайд 20

Описание слайда:

Вывод формулы Симпсона

Слайд 21

Описание слайда:

Схема алгоритма метода Симпсона

Слайд 22

Описание слайда:

Погрешности численного интегрирования Замена подинтегральной функции интерполяционным полиномом приводит к погрешности вычисления определенного интеграла R = |S – S*|, где S* – точное значение интеграла. Имеются следующие оценки этой погрешности для рассмотренных нами методов и случаев аналитического или табличного задания подинтегральной функции:

Слайд 23

Описание слайда:

Оценки погрешности численного интегрирования

Слайд 24

Описание слайда:

Сравнение погрешностей методов Из приведенных формул видно, что уменьшение шага интегрирования h приводит к уменьшению погрешности. Метод Симпсона при шаге h дает примерно ту же точность, что и методы прямоугольников и трапеций при шаге h/2, а при одинаковой точности метод Симпсона требует примерно вдвое меньше вычислений.