第2368题:矩形法
当被积函数的原函数难以用初等函数表示时,如 ∫e−x2dx ,无法直接使用牛顿 - 莱布尼茨公式计算,可采用近似计算方法得到大致结果. 定积分的近似计算有矩形法、梯形法、抛物线法.
定积分 ∫abf(x)dx 的几何意义是曲线 y=f(x) 与 x 轴在区间 [a,b] 之间所围成的曲边梯形的面积。
矩形法的核心思想是"以直代曲",即将曲边梯形分割成若干个小矩形,然后用小矩形来近似代替这些小曲边梯形。
设有函数 y=y(x) ,近似计算 ∫aby(x)dx .
分三步计算,第一步将区间 [a,b] 分成间隔相等的 n 段,第二步计算每段步长 h=(b−a)/n ,第三步计算每个小矩形(左矩形,起点为 xi=ih ,高为 yi=y(xi) ,宽为 h )的面积之和.
矩形法的计算公式为
∫aby(x)dx =h(y0+y1+⋯+yn−1) +Rn
≈h(y0+y1+⋯+yn−1)
其中 Rn=2n(b−a)2y′(ξ) (a⩽ξ⩽b)
定积分 ∫01x2dx 的精确值为 31≈0.333 ,按以上方法将积分区间分为5段计算近似值得到
分割点i | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
xi | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 |
yi | 0 | 0.04 | 0.16 | 0.36 | 0.64 | 1 |
则用左矩形法得到的结果约为( ).
A. 0.24
B. 0.34
C. 0.44
D. 0.33