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第2252题:定积分的近似计算三



定积分近似计算第三种方法是抛物线法,也叫辛普森(Simpson)法。如下图,其原理是将曲线f(x)上的弧段两等分后用抛物线P(x)近拟代替。下图中以 [a,b][a,b] 为底的曲边梯形面积为

 

ba3n\dfrac{b-a}{3n} (ya+4ya+b2+yb)(y_a+4 y_{\frac{a+b}{2}}+y_b)   (n=2)(n=2)



nn 为偶数,得到定积分的近似值为

 

abf(x)dx\int_{a}^{b} f(x)dx \approx  ba3n[y0+yn \dfrac{b-a}{3n} [y_0+y_n +4(y1+y3++yn1)+4(y_1+y_3+\cdots + y_{n-1})  +2(y2+y4++yn2)]+ 2(y_2+y_4+ \cdots + y_{n-2})]

 

仍用上一题计算 ln2=01x1+xdx\ln 2 =\int_{0}^{1} \dfrac{x}{1+x} dx 的近似数据计算。


ii

0

1

2

3

xix_i

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

yiy_i

1.0000

0.9091

0.8333

0.7692


ii

4

5

6

7

xix_i

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

yiy_i

0.7143

0.6667

0.6250

0.5882


ii

8

9

10

xix_i

0.8000

0.9000

1.0000

yiy_i

0.5556

0.5263

0.5000


请将以上数据套入抛物线法公式计算 ln2\ln 2 的近似值 (n=10)(n=10) ,结果保留 44 位小数。

 

可以看出抛物线法比梯形法精度更高。

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