Toshkent axborot texnologiyalari universiteti huzuridagi dasturiy mahsulotlar va apparat dasturiy majmualar yaratish


Aniq integralni taqribiy hisoblash usullari


Download 0.5 Mb.
bet7/29
Sana16.11.2023
Hajmi0.5 Mb.
#1778761
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   29
Bog'liq
Toshkent axborot texnologiyalari universiteti huzuridagi dasturi-fayllar.org

Aniq integralni taqribiy hisoblash usullari




Nyuton-Kotes formulalari J NK ( f ) .
h


J ( f )  int( f , a,b)) integralni hisoblash uchun Lagranj interpolyatsion ko’phadi

formulasidan foydalanamiz:


J NK ( f )  J (L ( f ; x)) 
h n

b

Ln ( f ; x)dxa
b

n n
f (xi )li (x)dx f (xi ) pi
(1)


bu yerda

a
pl (x)dx
b


i0

b x xj dx

i0
(2)



i a i

a ji xi xj

    1. formula



xi1 - xi h , hol uchun Nyuton - Kotes formulasi deyiladi, (2) Nyuton -

Kotes koeffitsientlari deyiladi. (2) da x xth almashtirishni bajarsak



dx hdt, x t, a  0,b n, h  (b - a)/ n va



p b a n (1)ni t(t 1)...(t n) dt

(3)



i n 0

i!(n i)!(t i)



ko’rinishni hosil qilamiz. (3) ni hosil qilishda



x - xj  (t - j)h, xi - xj
 (i - j)h


tengliklardan foydalandik.


To’g’ri to’rtburchaklar formulasi




J TT ( f ) .
h

Kvadratura formulasi (integral yig’indi)



b n



J ( f )  a

f (x)dx
pif(i )
i=0
(4)

da ixi h / 2,



pi h,

i  0, 1, ..., n 1
deb ushbu markaziy to’g’ri to’rtburchaklar

formulasi



J TT ( f )
ga kelamiz:



n1 n1
h


J TT ( f )  hf (x h / 2) hf .
h i i 0.5


i0 i0
Markaziy to’g’ri to’rtburchaklar formulasida egri chiziqli trapetsiya yuzi chizmada

ko’rsatilgan asoslari h va



f (xi h / 2)
ga teng to’g’ri to’rtburchak yuzalarining

yig’indisi JhTT(f) ga almashtirilmoqda.



Trapetsiya formulasi JT ( f ) .
h
Kvadratura formulasidaixi , p0 pn h / 2, pi h,i  1,..., n 1deb olamiz



n1



JT ( f ) 

fi fi1 h h {f +2(f +...+f )+f }
(5)



h

i0

2 2 0 1 n-1 n

  1. formula trapetsiya formulasi deyiladi. Trapetsiya formulasida egri chiziqli trapetsiya yuzi chizmada ko’rsatilgan asoslari fi, fi+1, h balandlikka ega trapetsiyalar yuzalarining yig’indisi JhT(f) bilan almashtirilmoqda.




Simpson formulasi JC ( f ) .
h


J ( f )
integralni taqribiy hisoblash uchun {(xi , f (xi )), i  0,1,..., 2n} jadval olib

xar bir [x2i , x2i2 ] {i  0,1,..., 2n - 2 } kesmada Nyutonning ikkinchi darajali ko’pxadini



quramiz. Bu funktsiyalar

[x0 ; x2n ]
kesmada uzluksiz ikkinchi darajali (parabolik)

interpolyatsiya splayni S( f , x) ni tashqil qiladi.



f (x2i )  (x - x2i ) f [x2i , x2i1]




S ( f , x)  (x - x )(x - x ) f [x , x , x ]
(6)



2i
2i1 2i 2i1 2i2


x x x
, i  0.1,..., n -1

 2i


h
2i 2

so’ng


J ( f )  J (S)  JC ( f )
deb qabul qilamiz va


JC ( f )
ni Simpson formulasi deb

ataymiz. Ravshanki,


h


C


n1


x2i2

h n1



Jh ( f )  

i0
x2 i

L2,i ( f ; x)dx

[ f2i  4 f2i1 f2i2 ] 

i0
3


h { f  4( f ...  f )  2( f ...  f )  f }

3 0 1 2m1 2 2m2 2m

Oraliq natija quyidagicha yaratiladi. interpolyatsiya ko’phadini integrallaymiz.

[x0 , x2 ]
kesmada Nyutonning 2-darajali

Lemma 1. Ushbu sodda Simpson formulasi o’rinli:


x2

2 0 1 2 h 2

N (x)dx h( f  4 f f ) / 3  J C (N ).

x0

Isbot.


a0 f0 , a1 f [x0 , x1], a2 f [x0 , x1, x2 ] deb quyidagilarni olamiz:



x2 x2
2
0 1 0 2 0 1 0 1 2



N (x)dx  (a

x0 x0
0 1 2 h 2


  • a (x x )  a (x x )(x x )dx  2ha

 2a h2  2a h3 / 3



 2hf0  2h


2
3
( f1 f0 ) / h  2 3 ( f0  2 f1 f2 ) / 2h

h

2
h( f  4 f f ) / 3  J C (N ).


Lemma 2.



rC ( f )  f (x)  JC ( f )
desak

rC (x )  0,  0,1, 2,3 .

Isbot.   0,1, 2 hollar ravshan,   3 hol elementar ko’rsatiladi:


h h

h

1 (x




  • x )


xx 1
(x2x2 ) 3


rC (x3) 

(x4x4)  2 0 [x3  4( 0 2 )3x3] 

(x4x4)  2 0 [x2x2]  0



h 4 2 0 6 0 2
2 4 2 0


6 2 0 2


Integralni taqribiy hisoblashga doir algoritmlar va dasturlar.



Misol.
1 dx



I 1 x
0
integralning qiymatini trapetsiyalar va Simpson formulalari yordamida

taqribiy hisoblang.


Yechish.



0,1 kesmani

n  10
ta x0, x1,x1, x2 ,. ,x9, x10kesmalarga ajratamiz. Har bir




xi nuqtada

yi

fxi  i  0,1,2,...,10
qiymatlarni hisoblaymiz va quyidagi jadvalga

joylashtiramiz.





i


xi


yi

0

0

1,000

1

0,1

0,909

2

0,2

0,833

3

0,3

0,769

4

0,4

0,715

5

0,5

0,667

6

0,6

0,625

7

0,7

0,588

8

0,8

0,556

9

0,9

0,526

10

1,0

0,500

Trapetsiyalar formulasiga ko’ra
1 dx y y



T 1  x 2
  h

0y


  • y

 ......  y

10


I




1 2 9 2



0  
 0,1 (0,5  0,909  0,833  0,769  0,715  0,667  0,625  0,588 
0,556  0,526  0, 25)  0,1 6,938  0,694
Simpson formulasiga ko’ra


1 dx

h    
 


IS  1 x 3
0


y0 y10
 4 y1 y3 y5 y7 y9
 2 y2 y4 y6 y8




 0,1  0,5  0, 25 4  0,909  0, 769  0, 667  0,588  0,526

3

 2  0,833  0, 715  0, 625  0,556


 0,1  0, 75  4  3, 459  2  2, 729
3

 0,1  0, 75  13,836  5, 458 0, 693
3

    1. Download 0.5 Mb.

      Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   29




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling