Вычисление определенных интегралов. Квадратурные формулы

Введение

1. Вычисление определенных интегралов

2. Построение квадратурных формул с плавающими узлами

Список использованных источников



Введение

Задача вычисления определенного интеграла в случаях, когда невозможно аналитически получить первообразные, может быть решена с помощью квадратурных формул.

Основная идея построения квадратурных формул заключается в том, что вычисление интеграла (площади) заменяется выражением, в котором используются некоторые значения подынтегральной функции. В качестве квадратурного выражения обычно выбирают взвешенную сумму значений подынтегральной функции.



1. Вычисление определенных интегралов

Количество параметров квадратурного выражения тесно связано со степенью подынтегральной функции, если последняя может быть описана степенным полиномом ограниченной степени. В общем случае это невозможно, например, когда подынтегральная функция терпит разрыв.

Для устранения особенности интегрируемой функции, последнюю представляют произведением весового сомножителя, включающего в себя характерную особенность, и части подынтегральной функции, которая после исключения особенности может представляться степенным многочленом.

Возможность представления подынтегральной функции полиномом позволяет оценить минимально необходимое число параметров в квадратурной формуле, исходя из критерия получения по ней абсолютно точного значения интеграла. Так, для подынтегральной функции, представленной полиномом нулевой степени, вычисление площади в интервале [a, b] достаточно одного значения функции (площадь прямоугольника). Для полинома первой степени - два значения (площадь трапеции). Для второй степени - три, и т.д. Последнее следует из того, что через (n+1) точку можно провести единственную кривую n-й степени.