Методи наближеного обчислення - Визначений інтеграл

Для деяких неперервних надінтегральних функцій F (х) первісну не можна виразити елементарними функціями. У цих випадках обчислення визначного інтеграла за формулою Ньютона-Лейбніца неможливе.

Крім того, у практичній діяльності часто досить знати лише наближене значення визначеного інтеграла і знаходити це набли-жене значення такими методами, які дозволяють використовувати сучасну обчислювальну техніку.

Тому математики багатьох країн розробляють ефективні методи наближеного обчислення визначеного інтеграла.

Найбільш часто використовують три методи -- метод прямо-кутників, метод трапецій та метод парабол (метод Сімпсона).

Якщо відрізок інтегрування [а, b] поділити на n рівних частин довжиною і позначити через середню точку відрізку визначений інтеграл можна обчислити за фор-мулою

(10)

Яку називають формулою прямокутників. Чим більше буде N, тим менше буде крок і права частина (10) буде давати більш точне значення інтеграла.

Якщо поділити відрізок інтегрування точками ділення

А = х0 < x-1 < х2 < ... < хK < ... < хN-1 < хK = b

На N рівних частин довжиною i позначити значення функції в точках ділення F (хK), тоді визначений інтеграл можна обчислити за формулою

(11)

Яку називають формулою трапецій. Легко бачити, що при зростанні N крок зменшується, тому значення інтеграла буде більш точним.

Якщо відрізок інтегрування [а, b] поділити на парну кількість рівних частин (тобто N = 2m) i позначити УK = F (xK), де XK = а + х-k -- точки ділення, K = 0, 1, ..., 2m, тоді визначений інтеграл можна обчислити за формулою

(12)

Яку називають формулою Сімпсона. Ця формула дає більш точне значення визначеного інтеграла тому, що для її доведення вико-ристовується метод парабол, за яким на кожному відрізку [xK-1, xK] три значення функції F (х) входять до інтегральної суми.

Похожие статьи




Методи наближеного обчислення - Визначений інтеграл

Предыдущая | Следующая