数值微分和数值积分-总结复习 习题课(陈).40页PPT
合集下载
数值分析课件第4章数值积分与数值微分
森(simpson)公式(又称为抛物形求积公式)，即
S b a [ f (a) 4 f (a b) f (b)].
6
2
上页 下页
n = 4 时的牛顿-柯特斯公式就特别称为柯特斯公 式. 其形式是
上页 下页
4.1.1 数值求积的基本思想
由积分中值定理, 对连续函数f(x), 在区间[a, b]
内至少存在一点，使
I
b
a
f
(x)d
x
(b
a)
f
(
)
只要对平均高度 f() 提供一种近似算法, 便可相应
地获得一种数值求积方法. 即所谓矩形公式.
几何图形见书p119.
上页 下页
例如, 用区间[a, b]两端点的函数值 f(a)与f(b)的
nn
(t j)dt
0 jk
(k=0,1,,n)
则 Ak (b a)Ck(n) , 于是得求积公式
n
In (b a) Ck(n) f ( xk )
k0
称为n 阶牛顿-柯特斯 (Newton-Cotes)公式, Ck(n) 称 为柯特斯系数。
显然, 柯特斯系数与被积函数 f (x) 和积分区间
如为了构造出上面的求积公式，原则上是一个 确定参数xk和Ak的代数问题.
上页 下页
4.1.3 插值型求积公式
设给定一组节点 a x0 x1 xn1 xn b
且已知f(x)在这些节点上的函数值 f(xk), 则可求得f(x)
的拉格朗日插值多项式(因为Ln(x)的原函数易求)
n
Ln ( x) f ( xk )lk ( x) 则 f (x)Ln(x)
k0
如果对任I给n( 小f )正 I数n(ε~f>)0， 只n 要Ak误[ f差( x|δkk)|充 ~f分k ]小就 ,有
第七章数值积分与数值微分 PPT
a
2
b
梯形公式
b
a
f
( x)dx
1 2
(b
a)
f
(a)
f
(b)
3
一般形式
数值积分公式得一般形式
一般地,用 f(x) 在 [a, b] 上得一些离散点
a x0 < x1 < ···< xn b
上得函数值得加权平均作为 f () 得近似值,可得
b
n
f ( x)dx
a
Ai f ( xi )
29
复合梯形公式
将 [a, b] 分成 n 等分 [xi , xi+1] ,其中
xi a i h,
h
b
a n
(i = 0, 1, …, n)
复合梯形公式
b
n1
f ( x) dx
a i0
xi 1 xi
f (x)
dx
n1 i0
h[ 2
f
(
xi
)
f ( xi1)]
余项
h 2
f (a)
n
Ai =A0 A1 An b a
i0
9
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
插值型求积公式
设求积节点为:a x0 < x1 < ···< xn b
n
若 f (xi) 已知,则可做 n 次多项式插值: Ln( x) li ( x) f ( xi )
i0
b
b
n
b
n
a f ( x)dx a Ln( x) dx f ( xi ) a li ( x) dx Ai f ( xi )
代数精度的验证方法
数值积分与数值微分ppt课件
a
,
x1
b
2
a
,
x2
b
,h
b
2
a
Cotes系数:
C0( 2 )
1 4
2
1
(t 1)(t 2)dt
0
6
4.5 4
C1(2)
1 2
2
t(t 2)dt
0
4 6
3.5 3
2.5
C2(2)
1 4
2
1
(t 1)tdt
0
6
2 1.5
1
求积公式:
2
Q2( f ) (b a)
n (t j)h
0
0
jn
(k
j)h
h
dt
jk
jk
h (1)nk n
(t j)dt
k!(n k)! 0 0 jn
jk
Ak
ˆ
(b
a
)
C (n) k
C
(n)称
k
为Cotes系
数
(1)nk
n
Ak
(b a)
3
I3(
f
)
b
6
a
(a2
(a
b)2
b2
)
b3
3
a3
R( , x2 ) 0
（3）当 f (x) x3时，I ( f ) b4 a4
4
I3(
f
)
b
数值分析课件 第4章 数值积分与数值微分
第4章 数值积分与数值微分1 数值积分的基本概念实际问题当中常常需要计算定积分。
在微积分中，我们熟知，牛顿—莱布尼兹公式是计算定积分的一种有效工具，在理论和实际计算上有很大作用。
对定积分()ba I f x dx =⎰，若()f x 在区间[,]ab 上连续，且()f x 的原函数为()F x ，则可计算定积分()()()ba f x dx Fb F a =-⎰ 似乎问题已经解决，其实不然。
如1）()f x 是由测量或数值计算以数据表形式给出时，Newton-Leibnitz 公式无法应用。
2）许多形式上很简单的函数，例如222sin 1(),sin ,cos ,,ln x x f x x x e x x-=等等，它们的原函数不能用初等函数的有限形式表示。
3）即使有些被积函数的原函数能通过初等函数的有限形式表示，但应用牛顿—莱布尼兹公式计算，仍涉及大量的数值计算，还不如应用数值积分的方法来得方便，既节省工作量，又满足精度的要求。
例如下列积分24111ln11arc 1)arc 1)xdxxtg tg C++=+⎡⎤+++-+⎣⎦⎰对于上述这些情况，都要求建立定积分的近似计算方法—数值积分法。
1.1 数值求积分的基本思想根据以上所述，数值求积公式应该避免用原函数表示，而由被积函数的值决定。
由积分中值定理：对()[,]f x C a b∈，存在[,]a bξ∈，有()()()baf x dx b a fξ=-⎰表明，定积分所表示的曲边梯形的面积等于底为b a-而高为()fξ的矩形面积（图4-1）。
问题在于点ξ的具体位置一般是不知道的，因而难以准确算出()fξ。
我们将()fξ称为区间[,]a b上的平均高度。
这样，只要对平均高度()fξ提供一种算法，相应地便获得一种数值求积分方法。
如果我们用两端的算术平均作为平均高度()f ξ的近似值，这样导出的求积公式[()()]2b a T f a f b -=+ (1.1)便是我们所熟悉的梯形公式（图4-2）。
数值分析课程课件 数值微分
f ( x1 ).
对上式两端求导，记 x1 x0 h
，有P1(x)
1 [ h
f
(x0 )
f
(x1)],
于是有下列求导公式：
P1( x0 )
1 h
[
f
(
x1
)
f ( x0 )];
P1( x1 )
1 h
[
f
(
x1
)
f ( x0 )],
第三章 数值积分与数值微分
而利用余项公式(3.5.2)知，带余项的两点公式是(当n=1时)，
第三章 数值积分与数值微分
而利用余项公式(3.5.2)知,带余项的三点求导公式(n=2)如 下：
f
' x0
1 [3 f 2h
x0 4 f
x1
f
x2
]
h2 3
f
" ,
f
' x1
1 2h
[
f
x0
f
x2
]
h2 6
f " ,
f 'x2
式
f (x) Pn(x) （3.5.1）
统称插值型的求导公式。
第三章 数值积分与数值微分
必须指出，即使f (x) 与Pn (x) 的值相差不多，导数的近似值 Pn(x)
与导数的真值 f (x) 在某些点仍然可能差别很大，因而在使用求导
公式(3.5.1)时应特别注意误差的分析。
依据插值余项定理，求导公式（3.5.1）的余项为
Gh
G1
h
计算方法课件-第5章-数值微分与数值积分讲解
11
h2 R2 ( x0 ) 3
f (1 )—左端
h2 R2 ( x1 ) - 6
f (2 )
—中
R2 ( x2 )
h2 3
f (3 )
—右端
例1：已知列表
X 2.5
2.55 2.60 2.65 2.70
Y 1.58114 1.59687 1.61245 1.62788 1.64317
求f (2.50), f (2.6), f (2.7)的近似值。
h 2!
f ''( ) O(h)
因此，有误差
f ( x0 h)
f ( x0 ) hf
'( x0 )
h2 2!
f
''( ), x0
x0 h
4
5.1 数值微分
5.1.1 差商型求导公式
中心差商
f '( x0 )
f ( x0 h) f ( x0 h) 2h
由Taylor展开
f ( x0
因此，有误差
R( x)
f
'( x0 )
f ( x0 h) h
f ( x0 )
h 2!
f
''( ) O(h)
3
5.1 数值微分
5.1.1 差商型求导公式
向后差商
f '( x0 )
f ( x0 ) f ( x0 h) h
由Taylor展开
R( x)
f '( x0 )
f ( x0 ) f ( x0 h) h
f ( )的近似值，这样导出的求积公式
ab
f
( x)dx
b
2
a
h2 R2 ( x0 ) 3
f (1 )—左端
h2 R2 ( x1 ) - 6
f (2 )
—中
R2 ( x2 )
h2 3
f (3 )
—右端
例1：已知列表
X 2.5
2.55 2.60 2.65 2.70
Y 1.58114 1.59687 1.61245 1.62788 1.64317
求f (2.50), f (2.6), f (2.7)的近似值。
h 2!
f ''( ) O(h)
因此，有误差
f ( x0 h)
f ( x0 ) hf
'( x0 )
h2 2!
f
''( ), x0
x0 h
4
5.1 数值微分
5.1.1 差商型求导公式
中心差商
f '( x0 )
f ( x0 h) f ( x0 h) 2h
由Taylor展开
f ( x0
因此，有误差
R( x)
f
'( x0 )
f ( x0 h) h
f ( x0 )
h 2!
f
''( ) O(h)
3
5.1 数值微分
5.1.1 差商型求导公式
向后差商
f '( x0 )
f ( x0 ) f ( x0 h) h
由Taylor展开
R( x)
f '( x0 )
f ( x0 ) f ( x0 h) h
f ( )的近似值，这样导出的求积公式
ab
f
( x)dx
b
2
a
数值分析数值计算方法课程课件PPT之第四章数值积分与数值微分
4
( x a )( x b ) d x a
b
[ a , b ].
(2) f ( x) C [a, b], 则 辛 普 森 公 式 的 截 断 差 误 为：
f ()b a b 2 R ( x a )( x ) ( x b ) d x S a 4 ! 2
b ab a 4 ( 4 ) ( ) f ( ), 180 2
n 1
I k 求出积分值Ik,然后将它们累加求和,用 作为所求积分 I的近 k 0 似值。
h I f ( x ) dx f ( x ) dx f ( x ) f ( x ) k k 1 a x k 2 k 0 k 0 h f ( x ) 2 ( f ( x ) f ( x ) ... f ( x )) f ( x ) 0 1 2 n 1 n 2
记
1 S f ( a ) 4 f ( x ) 2 f ( x ) f ( b ) 1 n k k 2 6 k 0 k 1
n 1 n 1
称为复化辛普森公式。
18
类似于复化梯形公式余项的讨论，复化辛普森公式的求 积余项为
R s h f 2880 ba
1
4.3 复化求积公式
问题1：由梯形、辛普森和柯特斯求积公式余项，分析随着求 积节点数的增加，对应公式的精度是怎样变化？ 问题2：当n≥8时N—C求积公式还具有数值稳定性吗？可用增 加求积节点数的方法来提高计算精度吗？ 在实际应用中，通常将积分区间分成若干个小区间， 在每个小区间上采用低阶求积公式，然后把所有小区间上 的计算结果加起来得到整个区间上的求积公式，这就是复 化求积公式的基本思想。常用的复化求积公式有复化梯形 公式和复化辛普森公式。
( x a )( x b ) d x a
b
[ a , b ].
(2) f ( x) C [a, b], 则 辛 普 森 公 式 的 截 断 差 误 为：
f ()b a b 2 R ( x a )( x ) ( x b ) d x S a 4 ! 2
b ab a 4 ( 4 ) ( ) f ( ), 180 2
n 1
I k 求出积分值Ik,然后将它们累加求和,用 作为所求积分 I的近 k 0 似值。
h I f ( x ) dx f ( x ) dx f ( x ) f ( x ) k k 1 a x k 2 k 0 k 0 h f ( x ) 2 ( f ( x ) f ( x ) ... f ( x )) f ( x ) 0 1 2 n 1 n 2
记
1 S f ( a ) 4 f ( x ) 2 f ( x ) f ( b ) 1 n k k 2 6 k 0 k 1
n 1 n 1
称为复化辛普森公式。
18
类似于复化梯形公式余项的讨论，复化辛普森公式的求 积余项为
R s h f 2880 ba
1
4.3 复化求积公式
问题1：由梯形、辛普森和柯特斯求积公式余项，分析随着求 积节点数的增加，对应公式的精度是怎样变化？ 问题2：当n≥8时N—C求积公式还具有数值稳定性吗？可用增 加求积节点数的方法来提高计算精度吗？ 在实际应用中，通常将积分区间分成若干个小区间， 在每个小区间上采用低阶求积公式，然后把所有小区间上 的计算结果加起来得到整个区间上的求积公式，这就是复 化求积公式的基本思想。常用的复化求积公式有复化梯形 公式和复化辛普森公式。
【推荐】数值计算方法：第5章-数值微分与数值积分.ppt
的具体形式.
20
（1）插值型求积公式
2.由下列列表函数求L-插值多项式
x0
x1 --- xi-1
xi
xi+1
---
xn
f(x0) f(x1) --- f(xi-1) f(xi) f(xi+1) --- f(xn)
21
称为插值型求积公式，
称为求积节点， 称为求积系数，其和
22
求积系数 通过插值基函数
这称为梯形公式；
a
b
图1 梯形公式
几何意义：用梯形面积 代替f(x)作为曲边的曲边 梯形面积。
25
这称为Simpsion公式。
a
b
图2 Simpson公式
几何意义：用抛物线 作曲边的曲边
梯形面积代替f(x)作 为曲边的曲边梯形面26积。
这称为Cotes公式。
求积公式的误差（余项）
27
28
例 5. 1 分别用梯形公式、Simpson公式计算定积分
时的步长h/2就是合适的步长
6
例：
f(x)=exp(x)
h
f’(1.15) R(x)
h
f’(1.15) R(x)
0.10 0.09 0.08 0.07 0.06
3.1630 -0.0048
3.1622 3.1613 3.1607 3.1600
-0.0040 -0.0031 -0.0025 -0.0018
17
构造数值积分公式的基本思想： 由积分中值定理知，在积分区间
成立
内存在一点ξ，
问题：点ξ的具体位置一般是不知道的，因而难以 准确算出 的值，怎么办？
只要对平均高度 一种数值求积方法.
提供一种算法，相应地便可获得
20
（1）插值型求积公式
2.由下列列表函数求L-插值多项式
x0
x1 --- xi-1
xi
xi+1
---
xn
f(x0) f(x1) --- f(xi-1) f(xi) f(xi+1) --- f(xn)
21
称为插值型求积公式，
称为求积节点， 称为求积系数，其和
22
求积系数 通过插值基函数
这称为梯形公式；
a
b
图1 梯形公式
几何意义：用梯形面积 代替f(x)作为曲边的曲边 梯形面积。
25
这称为Simpsion公式。
a
b
图2 Simpson公式
几何意义：用抛物线 作曲边的曲边
梯形面积代替f(x)作 为曲边的曲边梯形面26积。
这称为Cotes公式。
求积公式的误差（余项）
27
28
例 5. 1 分别用梯形公式、Simpson公式计算定积分
时的步长h/2就是合适的步长
6
例：
f(x)=exp(x)
h
f’(1.15) R(x)
h
f’(1.15) R(x)
0.10 0.09 0.08 0.07 0.06
3.1630 -0.0048
3.1622 3.1613 3.1607 3.1600
-0.0040 -0.0031 -0.0025 -0.0018
17
构造数值积分公式的基本思想： 由积分中值定理知，在积分区间
成立
内存在一点ξ，
问题：点ξ的具体位置一般是不知道的，因而难以 准确算出 的值，怎么办？
只要对平均高度 一种数值求积方法.
提供一种算法，相应地便可获得
数值分析第四版第四章数值积分与数值微分精品PPT课件
b
n
b
R( f ) f (x)dx a
在a,b内存在一点 ,使得
b
I ( f ) f (x)dx (b a) f ( )
a
f ?
称 f 为 f x 在区间 a,b上的平均高度.
3、求积公式的构造
➢ 若简单选取区间端点或中点的函数值作为平均高度，则 可得一点求积公式如下：
左矩形公式： I f f ab a
中矩形公式：Biblioteka nAk b ak 0
n
k 0
Ak xk
1 2
b2 a2
n
k 0
Ak
xk m
1 m 1
bm1 am1
§2 插值型求积公式
一、定义
在积分区间 a,b上，取 n 1个节点 xi , i 0,1, 2,..., n
作f x 的 n 次代数插值多项式（拉格朗日插值公式）:
2 式（两点求积公式）
I f f a f b b a
2
y
f b
f a Oa
f x
bx
➢
若取三点，a,b, c
ab 2
并令 f
f
a4 f
c
f
b
6
则可得Simpson公式(三点求积公式)
I f b a f a 4 f c f b
6
➢ 一般地 ，取区间 a,b 内 n 1 个点xi,i 0,1, 2,..., n
2. 有些被积函数其原函数虽然可以用初等函数表示,但表达 式相当复杂,计算极不方便.
例如函数:
x2 2x2 3
并不复杂,但它的原函数却十分复杂:
1 x 2 2x 2 3 3 x 2x 2 3 9 ln( 2 x 2x 2 3 )
习题课三(数值积分和数值微分) ppt
解：令f (x)=1，x，x2，则
f (x)=1
左边 x2h 4hABC右边 2h
f (x)=x 左边 12x2 2h2h0AC右边
f (x)=x2 左边 1 3x3 2h 2h13h 63h2Ah2C右边
-
14
关于A、B、C的三元一次方程组
A B C 4h
AC 0
解得
AC
16 3
h
所以该插值型求积公式为
I 3 2f(1 4 ) 1 3f(1 2 ) 3 2f(4 3 )
-
7
(2)求代数精度，f (x)分别取1，x，x2, x3， …代入求积公式
f (x)1
左边=1
右边=
2 3
1 3
2 3
1
f (x) x
左边=
1 2
x2
1 0
1 2
右边=
2111231 34 32 34 2
-
（2）将区间[0，1]二等分，x=0. 5是新 分点，得
f'(1 .0 ) 3 0 .2 5 4 0 .622 0 .2 60 7 6 5 7 .6 6 77 10 245
2 0 .1
-
2
f'(x1)f(x02 )h f(x2)
f'(1.1)0.2 50.206 6 01 .22 1694 20.1
f'(x2)f(x0)4f2 (h x1)3f(x2)
11
0 v(H ) dH
h[ 2
f
(a) Biblioteka fn 1(b) 2
i 1
f
(xi )]
2 [ 1 1 2( 1 1 1 1 )] 2 50 10 46 40 32.2 22.5
数值积分和数值微分课件
一般地，欲使求积公具 式有m 次代数精度，只要令对 它于 f(x) 1,x,,xm 都能准确成立。
利用代数精度的概念求求积公式的代数精确度
梯 形 公 式 (T b f (x) dx [ f (a) f (b)] (b a))
a
2
令f (x) 1, x,....
当f (x) 1, 左 边
xk a kh 构造出的插值型求积公式
n
In (b a)
C(n) k
f
( xk
),
k 0
称为 牛顿 - 柯特斯公式（Newton- Cotes公式），
C(n) k
称为 柯特斯系数.
作变换x a th，则有
C(n) k
h ba
n n t j dt 0 j0 k j
jk
(1)nk
定理1 形如 (1)式的求积公式至少有n次代数精度的充分必要条件是， 它是插值型的。
如果求积公式是插值型的，按 (2) 式，对于次数不超过n 的多项式
f(x),其余项 R[f] 等于零，因而这时求积公式至少具有n 次代数精度。
反之，如果求积公式 (1) 至少具有 n 次代数精度，则它必定是
插值型的。事实上，这时公式 (1) 对于特殊的n 次多项式 插值基
二、复化梯形公式
将区间[a, b] 等分为 n 个小区间[xk , xk1],其中分点
xk
a kh,
(h
b a ,k n
0,1,, n),
并在每个小区间上应用梯形公式, 则得复化梯形公式
I
b
n1
f (x)dx
a k 0
xk 1 xk
f
(x) dx
h 2
n1
[f
计算方法课件第七章数值积分与数值微分.ppt
在[a,b]上存在一点 ，使
b f (4) ( )(x a)(x b)(x c)2 dx a
f (4) () b (x a)(x c)2 (x b)dx a
R[ f ] 1 f (4) ()(b a)(b a )4
180
2
1 f (4) ()(b a)5 (a b)
总存在求积系数 A0, A1,An，使求积公式至少有n次 代数精度。
事实上，只要令求积公式对于 f (x) 1, x, x2,, xn
都能准确成立即可得到下式：
b
n
dx
a
Ak
k 0
b
n
xdx
a
Ak xk
k 0
b xndx a
n
Ak xkn
k 0
则可通过给定的n+1个节点得到上述含n+1 个未知数、n+1个方程的方程组。
分近似值
b
n
I f (x)dx a
Ak f (xk ) In
b
n
k 0
I f (x)dx a
Ak f (xk ) R[ f ] In R[ f ]
k 0
其中R[f]称为求积公式的余项。xk (k 0,1,2,n)称为求
积节点 。Ak (k 0,1,2,n)称为求积系数。Ak 仅与求 积节点 xk 的选取有关，而不依赖与被积函数f(x)
第七章 数值积分与数值微分
§7.0 §7.1
§7.2 §7.3 §7.4 §7.5
数值积分概述 Newton Cotes 公式
复化求积公式 Romberg求积法 Gauss型求积公式 数值微分
§7.0 数值积分概述
由积分学基本定理知
b
b f (4) ( )(x a)(x b)(x c)2 dx a
f (4) () b (x a)(x c)2 (x b)dx a
R[ f ] 1 f (4) ()(b a)(b a )4
180
2
1 f (4) ()(b a)5 (a b)
总存在求积系数 A0, A1,An，使求积公式至少有n次 代数精度。
事实上，只要令求积公式对于 f (x) 1, x, x2,, xn
都能准确成立即可得到下式：
b
n
dx
a
Ak
k 0
b
n
xdx
a
Ak xk
k 0
b xndx a
n
Ak xkn
k 0
则可通过给定的n+1个节点得到上述含n+1 个未知数、n+1个方程的方程组。
分近似值
b
n
I f (x)dx a
Ak f (xk ) In
b
n
k 0
I f (x)dx a
Ak f (xk ) R[ f ] In R[ f ]
k 0
其中R[f]称为求积公式的余项。xk (k 0,1,2,n)称为求
积节点 。Ak (k 0,1,2,n)称为求积系数。Ak 仅与求 积节点 xk 的选取有关，而不依赖与被积函数f(x)
第七章 数值积分与数值微分
§7.0 §7.1
§7.2 §7.3 §7.4 §7.5
数值积分概述 Newton Cotes 公式
复化求积公式 Romberg求积法 Gauss型求积公式 数值微分
§7.0 数值积分概述
由积分学基本定理知
b
数值分析复习之数值积分与数值微分
4、 梯型求积公式的余项估计为：
辛甫森求积公式的余项估计为：
Cotes求积公式的余项估计为：
5、 当用Newton-Cotes求积公式的时，当很大时一样存在数值不稳定性。为 了使用低阶求积公式，并且能达到较高的计算精度，可以将区间做若干 等分，在每个子区间上使用低阶求积公式，这样的方法称为复化求积方 法。次代数精度 证明：梯型求积公式为，取时，有 取时 取时，积分真值为 梯型求积公式的值为 故，即梯型求积公式只具有1次代数精度。
３、分别应用梯型求积公式、Simpson求积公式、Cotes求积公式计算积分，并 估计各种方法的误差（要求小数点后至少保留5位） 解：运用梯形求积公式 其误差 应用Simpson求积公式， 其误差为 应用Cotes求积公式，有 其误差为：
４、推导下列三种矩形求积公式
解：将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得 将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得 将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得
５、已知， （１）推导以这三个点作为求积节点在上的插值型求积公式， （２）指明求积公式所具有的代数精度 （３）用所求公式的计算 解：由构造Lagrange插值多项式 并用近似表示，可得插值型求积公式： ，其中
为数值微分。
三、例题 １、确定下列求积公式中的待定系数，使其代数精度尽量高，并指出求积公式 所具有的代数精度。
解：这是的Newton－Cotes求积公式，至少具有三次代数精度。由此可以确定它 的系数，取可得以下方程组： 如果取，它的积分真值为，如果用积分公式来计算则得到它的近似值为，所 以，求积公式只具有3次代数精度。
构造出来的求积公式称为Newton-Cotes求积公式它的一般表达式可以写 为：
其中称为Cotes系数。特别地当时Newton-Cotes求积公式称为梯型求积公 式，写为：
辛甫森求积公式的余项估计为：
Cotes求积公式的余项估计为：
5、 当用Newton-Cotes求积公式的时，当很大时一样存在数值不稳定性。为 了使用低阶求积公式，并且能达到较高的计算精度，可以将区间做若干 等分，在每个子区间上使用低阶求积公式，这样的方法称为复化求积方 法。次代数精度 证明：梯型求积公式为，取时，有 取时 取时，积分真值为 梯型求积公式的值为 故，即梯型求积公式只具有1次代数精度。
３、分别应用梯型求积公式、Simpson求积公式、Cotes求积公式计算积分，并 估计各种方法的误差（要求小数点后至少保留5位） 解：运用梯形求积公式 其误差 应用Simpson求积公式， 其误差为 应用Cotes求积公式，有 其误差为：
４、推导下列三种矩形求积公式
解：将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得 将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得 将在处Taylor展开，得 两边在上积分，得
５、已知， （１）推导以这三个点作为求积节点在上的插值型求积公式， （２）指明求积公式所具有的代数精度 （３）用所求公式的计算 解：由构造Lagrange插值多项式 并用近似表示，可得插值型求积公式： ，其中
为数值微分。
三、例题 １、确定下列求积公式中的待定系数，使其代数精度尽量高，并指出求积公式 所具有的代数精度。
解：这是的Newton－Cotes求积公式，至少具有三次代数精度。由此可以确定它 的系数，取可得以下方程组： 如果取，它的积分真值为，如果用积分公式来计算则得到它的近似值为，所 以，求积公式只具有3次代数精度。
构造出来的求积公式称为Newton-Cotes求积公式它的一般表达式可以写 为：
其中称为Cotes系数。特别地当时Newton-Cotes求积公式称为梯型求积公 式，写为：
相关主题