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第2250题:定积分的近似计算



定积分有几种近似计算方法,第一种是矩形法,如下图,其几何意义是用窄条矩形的面积作为窄条曲边梯形面积的近似值。整体上用台阶形的面积作为曲边梯形面积的近似值。



图1



将曲线 y=f(x)y=f(x) 分解成 nn 份窄条矩形,得到一系列 yi=f(xi)y_i=f(x_i) 后,可以用以下近似公式计算定积分:

 

abf(x)dx\int_{a}^{b} f(x)dx \approx  ban(y0+y1++yn1)\dfrac{b-a}{n}(y_0+y_1+\cdots+y_{n-1})

 

已知 ln2=01x1+xdx0.6931 \ln 2 =\int_{0}^{1} \dfrac{x}{1+x} dx \approx 0.6931


图2


n=10n=10 ,计算 y=11+xy=\dfrac{1}{1+x}


请用以下 1010 个矩形数据套入矩形法计算 ln2\ln 2 的近似值,结果取四位小数。

 

ii

0

1

2

3

4

xix_i

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

yiy_i

1.0000

0.9091

0.8333

0.7692

0.7143


ii

5

6

7

8

9

xix_i

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

yiy_i

0.6667

0.6250

0.5882

0.5556

0.5263


结果明显大于0.6931的原因是,对于图2曲线,每个小窄条矩形面积都大于对应的曲边梯形面积。


而对于图1曲线,每个小窄条矩形面积都小于对应的曲边梯形面积。



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